论文部分内容阅读
银在众多金属导体中具有最高的导电性,其电阻率为1.65×10-8Ω·m。同时,由于银的物理化学性质稳定且光学、电学特性优异,使得银基导电浆料在诸多领域得到了研究与应用,例如薄膜开关、电致发光器件和柔性电路等。但是银的价格较高,烧结时所需的温度也较高,无法满足轻柔型电子元器件的使用要求。因此开发一种低导电相填充量,高性能的适合柔性电子元器件应用的低温固化导电银基浆料具有良好的经济效益和重要意义。本文采用液相化学还原法成功制备了微米级片状银粉,并利用表面改性剂实现了银粉表面的改性处理;使用表面改性处理后的银粉作为银浆的导电相,利用混合粘结相对低温固化导电银浆的导电性、印刷适性、耐弯折性、硬度和附着性等性能进行优化,成功制备了综合性能优异的低温固化导电银浆。本论文的主要成果如下。（1）采用一步式液相化学还原法成功制备了微米级片状银粉,银粉粒径为11.5μm,厚度约为30 nm;随着还原剂（FeSO4·7H2O）浓度的增加,片状银粉的边缘由不规则的类花边状曲线转变为规则的近直线形,即片状银粉的形貌更加规整;随着反应温度的增加和双表面活性剂（柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮（PVP））中PVP含量的增加,银粉粒径减小且分散性能得到优化。表明各反应参数对银粉的尺寸和形貌均具有较大的影响。（2）采用强电解质（硝酸钠、氯化钠）和有机化合物（丁二酸、苯骈三氮唑）成功对化学还原法制备所得微米级片状银粉进行了表面改性,并制备了性能较优的低温固化导电银浆。实验结果表明,表面改性剂可通过配体交换的形式取代银颗粒表面吸附的表面活性剂,且强电解质水溶液还会造成银粉表面的氧化腐蚀并促进表面氧化银的溶解;双表面改性剂（硝酸钠和丁二酸）处理后银粉的尺寸随着二者浓度的增加而减小,且当浓度均为1 mol/L时,银颗粒发生相互连接,基于上述结果,本文还提出了银粉的自烧结模型;当硝酸钠和丁二酸浓度均为1 mol/L,且银粉含量为48 wt.%时,制备所得银浆的电阻率达到1.08×10-6Ω·m,且具有较优的耐弯折性和附着性。（3）选用聚酯树脂（PE）、聚氨酯树脂（TPU）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）三者按一定质量比混合作为银浆的混合粘结相,成功制备了综合性能优异的低温固化导电银浆。实验结果表明,适量增加TPU含量,可显著提高银浆的导电性、印刷适性和耐弯折性,当PE和TPU的质量比为1:0.6时印制银线的电阻率为1.08×10-6Ω·m,耐弯折性测试后电阻率变化率仅为7.28%;PMMA含量的增加可优化银浆的硬度,但导电性和印刷适性均发生了下降,当PE和PMMA的质量比为1:0.8时印制银线的硬度达63.6;此外,当使用PE、TPU和PMMA三者作为银浆的混合粘结相且质量比为1:0.6:0.3时,制备的银浆综合性能最优,印制银线的电阻率为2.62×10-6Ω·m,耐弯折性测试后电阻率变化率为39.16%,硬度为35.46,附着力等级为5 B。