制造非焙燒型電極的方法技術

本發明專利技術公開了一種制造非焙燒型電極的方法，所述方法包括以下步驟：(a)將導電漿料施用于基板上，所述導電漿料包含；(i)100重量份導電粉末；(ii)有機硼化合物，其包括硼酸胺、硼酸、硼酸酯、硼酸三聚物或它們的混合物，其中所述有機硼化合物的硼元素為0.03至1.4重量份；以及(iii)20至150重量份的有機載體；以及(b)在100至300℃下加熱所施用的導電漿料。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利說明】相關申請的奪叉引用 本專利申請要求2013年4月16日提交的美國臨時申請61/812, 356的權益。
本專利技術涉及使用導電漿料。
技術介紹
在制造過程期間可由高溫處理而損壞的電氣裝置或基板需要非焙燒型電極。術語 "非焙燒型電極"定義為在350°c或更高的溫度下不經熱處理而形成的電極。US20060082952公開了在200°C或更低的溫度下固化以形成電極的非焙燒型導電 漿料。導電漿料包含平均粒度為lym或更小的銀粉、四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯， 它們分散在溶劑中。
技術實現思路
-個目標是提供，該方法能夠形成具有低電阻率的電 極。 本專利技術的一個方面涉及，該方法包括以下步驟：(a)將 導電漿料施用于基板上，該導電漿料包含；（i) 1〇〇重量份的導電粉末；（ii)有機硼化合物， 其包括硼酸胺、硼酸、硼酸酯、硼酸三聚物或它們的混合物，其中有機硼化合物的硼（B)元 素為0. 03至1. 4重量份；以及（iii) 20至150重量份的有機載體；(b)在100至300°C下加 熱施用的導電漿料。 本專利技術的另一方面涉及非焙燒型導電漿料，其包含：（i) 100重量份的導電粉末； (ii)有機硼化合物，其包括硼酸胺、硼酸、硼酸酯、硼酸三聚物或它們的混合物，其中有機硼 化合物的硼（B)元素為0. 03至1. 4重量份；以及（iii) 20至150重量份的有機載體。 本專利技術的另一方面涉及具有通過上文方法制造的非焙燒型電極的裝置。 具有低電阻率的非焙燒型電極可通過本專利技術形成。【附圖說明】 圖1是在基板上形成的電極的剖視圖。【具體實施方式】 非焙燒型電極通過使用導電漿料的方法形成。制造電極和其中使用的導電漿料的 方法在下文中分別說明。 制誥電極的方法 制造電極的方法包括將導電漿料施用到基板上，以及加熱施用的導電漿料的步 驟。下文及圖1描述了該方法。 將導電漿料11施用到基板10上。對基板10并無限制。在一個實施例中基板10 可為聚合物膜、玻璃基板、陶瓷基板或半導體基板。在另一個實施例中，基板11可為聚合物 膜或半導體基板，它們可被高溫破壞。 在一個實施例中，導電漿料10可通過絲網印刷、噴墨印刷、照相凹版印刷、孔版印 刷、旋涂、刮刀涂布或噴嘴噴射施用于基板11上。在另一個實施例中可采用絲網印刷，因為 絲網印刷能夠通過使用絲網印刷板，相對容易地在短時間內形成期望的圖案。 在一個實施例中，通過使用#14轉子的BrookfieldHBT以lOrpm的轉速測得導電 漿料的粘度介于30至500Pa·s之間。在絲網印刷的情況下，導電漿料的粘度可為60至 200Pa·s〇 所施用的導電漿料10在100至300°C下加熱，從而將導電漿料固化變成電極。在 另一個實施例中，加熱溫度可為120至250°C，在另一個實施例中可為150至220°C。在一 個實施例中，加熱時間可為10至90分鐘，在另一個實施例中可為15至70分鐘，并且在另 一個實施例中可為20至45分鐘。通過與加熱時間組合，諸如在低溫下加熱長時間或在高 溫下加熱短時間，加熱溫度可為可調節的。 形成電極的圖案可包含線條圖案，在一個實施例中該線條圖案具有1μπι至10mm 的寬度和1至100μm的厚度，在另一個實施例中具有30μm至6mm的寬度和3至70μm的 厚度，在另一個實施例中具有100μπι至3mm的寬度和8至30μπι的厚度。在電氣裝置中有 時可需要此種線條圖案。 由本專利技術形成的非焙燒電極可甚至在長時間使用后仍保持低電阻率，如下文實 例所示。在一個實施例中，所形成的電極在電氣裝置中使用300小時后的電阻率可為 0. 3mΩ·cm或更低，在另一個實施例中可為0.Ιι?Ω·cm。 通過該方法制造的電極可用于任何電氣裝置。電氣裝置的示例為太陽能電池、觸 摸面板、等離子體顯示面板（PDP)和發光二極管（LED)模塊。 導電漿料 導電漿料包含至少（i)導電粉末，（ii)有機硼化合物和（iii)有機載體。 (i)導電粉末 導電粉末為具有導電性的任何粉末。 在一個實施例中，導電粉末可包含在293開爾文（Kelvin)下具有至少 1. 00XΙΟ7Ω1 ^ 1的導電性的金屬。在另一個實施例中，導電粉末可包含選自以下的金屬： 鋁（Α1)、鎳（Ni)、銅（Cu)、銀（Ag)、金（Au)、鉑（Pt)、鈀（Pd)、鉬（Mo)、鎢（W)、鋅（Ζη)、它們 的合金、以及它們的混合物。 在另一個實施例中，導電粉末可至少包含Al、Ni、Zn、Cu、它們的合金、以及它們的 混合物。在另一個實施例中，導電粉末至少包含Cu、Cu合金或它們的混合物。此類金屬在 高溫下是相對容易氧化的，因此它可用于非焙燒型電極。 在另一個實施例中，導電粉末可包含合金，所述合金包含賤金屬諸如Cu、A1、和 Ni。合金的示例為硅鋁合金（Al-Si)、銅鋁合金（Al-Cu)、鋅鋁合金（Al-Zn)、鈮鎳合金 (Ni-Nb)、鈷鎳合金（Ni-Co)、鎳銅合金（Cu-Ni)、鋅銅合金（Cu-Zn)、和錫銅合金（Cu-Sn)。包含賤金屬Cu、A1、或Ni的導電粉末可涂覆有貴金屬。貴金屬可為Ag、Au、Pt或 它們的合金。在另一個實施例中，用于涂覆賤金屬的貴金屬為Ag，它是相對廉價的。受熱時 具有相對低水平氧化的貴金屬可減少賤金屬的氧化。 導電粉末的形狀沒有限制。然而，常常使用薄片狀導電粉末、球狀導電粉末或它們 的混合物。 導電粉末的粒徑（D50)在一個實施例中可為0.5至10μm，在另一個實施例中可 為1至8μm，在另一個實施例中可為1. 5至4μm。在該范圍內的粒徑能夠在漿料中分散良 好。具有此種粒度的導電粉末可在有機載體中分散良好。通過采用激光衍射散射法使用 Microtrac型號X-100測量粉末直徑分布來獲得平均直徑（D50)。 基于導電漿料的重量計，導電粉末在一個實施例中可為40至90重量百分比（重 量％ )，在另一個實施例中可為52至85重量％，在另一個實施例可為65至80重量％。在 導電粉末含量的范圍內，電極的電導率可為足夠的。 (ii)有機硼化合物 有機硼化合物是在分子內包含至少一個硼原子和一個或多個碳原子的有機化合 物。有機硼化合物為硼酸胺、硼酸、硼酸酯、硼酸三聚物或它們的混合物。 硼酸胺是胺化合物和硼酸化合物的電價化合物。胺化合物包括伯胺、仲胺、叔胺或 它們的混合物。胺化合物可為例如乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基戊胺、五 亞乙基六胺、丙二胺、二亞丙基三胺、環己二胺、己二胺、三亞乙基二胺、三甲基六亞甲基二 胺、雙（六亞甲基）三胺、乙醇胺、二乙醇胺、甲胺、丁胺、2-丙胺、2-氨基丙烷、乙胺、醚胺、 戊胺、己胺、庚胺、辛胺、十四烷基胺、月桂胺、二己胺、二丙胺、1_(二甲基氨基）癸烷、哌啶、 或哌嗪。 硼酸化合物由式B(OR)n(0H)3n表示，其中η為0至3,并且R獨立地為烷基基團、 取代的烷基基團、烯基基團、取代的烯基基團、芳基基團或取代的芳基基團。 烷基基團來源于脂族烴并且用式表示。在一個實施例中式中的碳數目可 為1至20,在另一個實施例中可為1至10。在一個實施例中，烷基基團可為甲基、乙基、丙 基、丙烯基、丁基、戊基、己基、或辛基。 取代的烷基基團是烷基基團的至少一個氫原子在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造非焙燒型電極的方法，所述方法包括以下步驟：(a)將導電漿料施用于基板上，所述導電漿料包含；(i)100重量份的導電粉末；(ii)有機硼化合物，所述有機硼化合物包括硼酸胺、硼酸、硼酸酯、硼酸三聚物或它們的混合物，其中所述有機硼化合物的硼(B)元素為0.03至1.4重量份；以及(iii)20至150重量份的有機載體；(b)在100至300℃下加熱所施用的導電漿料。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：稻葉明，山下聰美，
申請(專利權)人：EI內穆爾杜邦公司，
類型：發明
國別省市：美國;US