[发明专利]一种自促发抗氧化铜电极的制备方法

说明书

本发明提供一种自促发抗氧化铜电极的制备方法，技术方案：铜浆料印刷然后烘干，再印刷油封层后再烘干，接着印刷自促发层，再烧结，烧结过程中自促发层与油封层中固体成分反应生成保护层，去除保护层后，得到抗氧化铜电极。本发明解决了铜导体浆料在空气中烧结的技术难题，实现了空气中烧结得到铜电极，降低铜导体浆料的烧结成本及对烧结设备要求。采用该方法制备铜电极，操作简单，成本低，实用性强。

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种自促发抗氧化铜电极的制备方法。

背景技术

随着人们对电子产品日益增长的需求和高性能要求下，电子元件必然向低成本、小型化、高性能、高密度的方向发展。为顺应和满足这些新要求和变化，电子元器件厂家面临着巨大地挑战，为了占有市场份额，降低电子元器件生产成本和提高其性能，成为厂商迫切需要解决的问题。

由于贵金属浆料具备导电性好、工艺简单、重复性好和烧结后性能稳定等优点，生产电子元器件所用导电浆料大多为贵金属浆料。然而随着电子产品需求量的日益增长，导电浆料需求量剧增，但由于贵金属资源的稀缺、价格上涨及其本身性能的缺陷，使得价格低廉、性能优越的铜、镍、铝等贱金属浆料脱颖而出，其中以铜导体浆料为代表研究应用较多。铜具备比金更加优良的高频特性和导电性，并且没有银的电子迁移问题，同时烧结后的铜电极具有良好的可焊性和耐焊性。除了上述性能上的优势之外，铜导体浆料拥有巨大的价格优势。因此在性能和价格的双重优势下，铜导体浆料在电子元件上应用越来越广泛。

铜导体浆料经过烧结后才具备电极性能，烧结工艺是制备铜电极的重要工序，直接决定了铜电极的微观结构和性能。铜导体浆料易氧化，烧结时必须在氮气或其他保护性气氛中进行，导致铜导体浆料的使用存在“买着便宜使用贵”的现象。在保护性气氛中烧结具有一定技术含量，烧结条件敏感，稳定性差，成品率低，这些因素增加了铜导体浆料使用成本。目前虽然有在空气中直接烧结铜电极的报道，但在实际生产中未见应用。

发明内容

基于上述铜导体浆料在烧结工艺中存在的问题，本发明提供一种自促发抗氧化电极的制备方法，解决了铜导体浆料在空气中烧结的技术难题，降低了铜导体浆料的烧结成本及对烧结设备性能要求。

为实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种自促发抗氧化电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：油封层制备：按重量百分比称取30％-50％石墨和50％-70％高温油脂，将称量好的石墨和高温油脂放在密闭容器中，50-80℃温度条件下水浴加热搅拌，至全部混合均匀，保温0.5小时，待用；

步骤2：自促发层制备：按重量百分比称取20％-50％氧化物和50％-80％溶剂，将称量好的氧化物和溶剂用三辊轧机分散，至细度在20-30μm，待用；

步骤3：印刷：按所需要图案采用丝网印刷，丝网目数为200-300目；先印刷铜导体浆料，烘干；再印刷油封层然后烘干，接着印刷自促发层，烘干温度为80℃-120℃，得到的铜电极待烧结；

步骤4：烧结：将步骤3所得的铜电极放入烧结炉中，烧结过程中自促发层与油封层中固体成分反应生成保护层，烧结温度为450-900℃，峰值保温时间5-15min，烧结时间30-70min；

步骤5：烧结完成后，通过机械震动除去保护层即得到铜电极成品。

进一步地，高温油脂包括有机硅、无机硅、亚胺中的一种或几种组合。

进一步地，其中氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化锌、氧化钙、氧化镁、氧化锶的一种或几种组合。溶剂包括硅烷偶联剂、丙酸异戊酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、苄醇、丙三醇、乙二醇、对二甲苯的一种或几种组合。

进一步地，上述油封层厚度为2-5μm。

进一步地，所述的油封层的面积大于电极层面积，自促发层的面积大于油封层面积。