[发明专利]一种导电浆料及其制备方法以及印刷线路材料

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种导电浆料及其制备方法。

【背景技术】

目前，导电浆料已广泛应用于诸如印刷电路板的布线、元件连接等应用中。导电浆料主要成分有：导电填料，例如银、金或者铜等；树脂基质。其中，导电填料为零维颗粒状，或者二维片状，例如微米银片。普通颗粒状或者片状的金属填料与粘结树脂在一定比例下均匀混合可得到导电浆料。当作为导电填料的金属粉末均匀分散在树脂内时，该复合材料可表现出导电性能。其中树脂基质则主要提供力学性能和黏结特性。

在通常的导电浆料配方中，导电填料（例如微米银片）的含量，以重量比说明，往往超过总量的75%。例如Epotek H20E导电浆料中的银含量是在85%。之所以要维持金属填料的含量在75%以上，是为了确保导电浆料的导电性能较好。也即，现有的导电浆料的渗流阈值较高。渗流阈值的意义在于，当导电浆料中金属填料的含量达到该渗流阈值时，导电浆料的导电性发生明显的提高，浆料整体表现为导体。

然而，金属填料，诸如银，其价格昂贵，通常是树脂材料价格的10倍，维持较高含量的金属填料，最终导致导电浆料的材料成本较高。但如果减少金属填料的用量，导电浆料的导电性能会变差。也即，现有的导电浆料的渗流阈值较高，使得现有的导电浆料的成本和导电性能无法同时达到最优。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种导电浆料及其制备方法以及印刷线路材料，导电浆料的渗流阈值较低，从而可使用较少的金属填料达到较好的导电性能。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种导电浆料，包括聚合物树脂基质和分散在所述聚合物树脂基质中作为导电填料的金属粉末；所述金属粉末的微观结构为三维树枝状金属晶结构，金属晶结构的直径为0.5微米～50微米，二级枝状结构的长度为5纳米～5微米。

一种导电浆料的制备方法，包括以下步骤：1）制备聚合物树脂基质和微观结构为三维树枝状金属晶结构的金属粉末；所述金属晶结构的直径为0.5微米～50微米，二级枝状结构的长度为5纳米～5微米；2）将所述聚合物树脂基质、所述金属粉末混合得到混合物；3）将所述混合物固化后制得导电浆料。

一种印刷线路材料，包括绝缘基板和印制在所述绝缘基板上的导电浆料图形；其特征在于：所述导电浆料包括聚合物树脂基质和分散在所述聚合物树脂基质中作为导电填料的金属粉末；所述金属粉末的微观结构为三维树枝状金属晶结构，金属晶结构的直径为0.5微米～50微米，二级枝状结构的长度为5纳米～5微米。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的导电浆料，使用微观结构为三维树枝状结构的金属粉末作为导电填料。相对于现有的金属填料制得的导电浆料而言，一方面，由于三维枝状结构沿轮廓有凹凸起伏，具有较高的表面曲率，从而具有较高的三维比表面积。当相邻的填料之间的外缘相互接触导通时，填料实际所占的体积比球形或片状的金属填料小很多，但所获得的导电性质是近似的。即本发明的导电浆料与现有的导电浆料获得同样的导电性质时，所需要的填料的体积较少，用量较少。即三维结构的金属填料提高了在树脂分散相中填料间欧姆接触的几率，有利于降低导电浆料的渗流阈值，从而允许使用较少的金属填料用量达到较好的导电性能。另一方面，该金属填料结构为微纳米三维结构，导电浆料固化过程中该金属填料的纳米端部结构将发生烧结，也可以大幅降低导电浆料的电阻率，从而大幅降低导电浆料的渗流阈值。而相对于一维线状或者二维片状的金属填料，三维树枝状结构的金属填料，由于其独特的树枝状结构，能保持良好的各向同性的导电效果和均匀的分散性，并且在树脂基质中相邻枝晶以树枝状端部接触；同时由于具有纳米端部结构，可大幅降低导电浆料的电阻率，提高导电性能。

【附图说明】

图1是本发明具体实施方式的金属粉末在低倍放大倍数下的扫描电子显微镜（SEM）图像；

图2是本发明具体实施方式的金属粉末在高倍放大倍数下的扫描电子显微镜（SEM）图像；

图3是本发明具体实施方式的实施例1中质量含量为50%的导电银浆表面的扫描电子显微镜（SEM）图像；

图4是本发明具体实施方式的实施例2中质量含量为40%的导电银浆表面的扫描电子显微镜（SEM）图像；

图5是本发明具体实施方式的实施例3中质量含量为30%的导电银浆表面的扫描电子显微镜（SEM）图像；

图6是本发明具体实施方式的实施例4中质量含量为20%的导电银浆表面的扫描电子显微镜（SEM）图像。