патент
№ RU 2819956
МПК H01B1/22

Серебросодержащая паста для формирования нитей токообогрева автомобильных стекол и контактных площадок для подсоединения коннекторов

Авторы:
Витюк Сергей Владимирович
Номер заявки
2023128349
Дата подачи заявки
02.11.2023
Опубликовано
28.05.2024
Страна
RU
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Чертежи 
6
Реферат

[107]

Изобретение относится к толстопленочной микроэлектронике и касается серебросодержащей пасты для формирования нитей токообогрева автомобильных стекол и контактных площадок для подсоединения коннекторов. Паста включает проводящий наполнитель, структурообразующий компонент, органическую составляющую. В качестве проводящего наполнителя применяется порошок серебра в концентрации 50-92 мас. %, в качестве структурообразующего компонента используется стеклопорошок в количестве 1-6 мас. %, применяется для оптимизации условий отжига серебряного порошка и способствует хорошему спеканию с материалом стекла и эмали. Органическая составляющая применяется в составе пасты в количестве 2-49 мас. % в качестве добавки, способствующей повышению печатных свойств. Такие свойства пасты, как спекаемость, пористость после отжига, и, как следствие, величина удельного электрического сопротивления ρ после термообработки, определяются в первую очередь характеристиками серебряного порошка в составе металлизационной пасты. Оптимизация размера частиц порошка, оптимизация формы частиц порошка, смешивание частиц серебряного порошка разной формы и размера в определенной пропорции, поверхностная обработка порошка позволяют снизить удельное электрическое сопротивление воженного слоя на 30%. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 8 пр.

Формула изобретения

1. Серебросодержащая паста для формирования нитей токообогрева автомобильных стекол и контактных площадок для подсоединения коннекторов, включающая порошок серебра, органическое связующее и стеклопорошок при следующем соотношении компонентов, в мас. %:

Порошок серебра 50-92
Органическое связующее 2-49
Стеклопорошок 1-6,

причем серебряный порошок представляет собой смесь, состоящую из чешуйчатого порошка и дезагрегированного сферического порошка в соотношении 30-40 мас. % к 60-70 мас. %; чешуйчатые частицы имеют размер D50 от 1 до 10 мкм, сферические - размер D50 от 0,01 до 5 мкм.

2. Токопроводящая паста по п. 1, отличающаяся тем, что чешуйчатый порошок имеет насыпную плотность в пределах 0,5-1,5 г/см3, сферический порошок - насыпную плотность в пределах 2-3,5 г/см3.

Описание

[1]

Область техники

[2]

Настоящее изобретение относится к толстопленочной микроэлектронике, а именно к материалам для изготовления электропроводящих слоев и контактных площадок методом трафаретной печати, и может быть использовано для формирования нитей токообогрева и площадок для припаивания коннекторов на автомобильном стекле.

[3]

Предшествующий уровень техники

[4]

Серебросодержащая паста для формирования нитей токообогрева автомобильных стекол и контактных площадок для подсоединения коннекторов представляет собой вязкую суспензию, состоящую из следующих компонентов:

[5]

(А) Проводящий наполнитель. Термин «проводящий» означает свойство теплопроводности и электропроводности. В качестве проводящего наполнителя (А) применяется порошок либо смесь порошков серебра, платины, палладия, никеля, меди, алюминия и/или смеси вышеуказанного. Форма частиц металлического порошка может быть сферической, чешуйчатой или смесью вышеуказанного. Размер частиц может варьироваться от 1 нм до 20 мкм. Проводящий наполнитель обеспечивает необходимый уровень удельного сопротивления и теплопроводность спеченного слоя пасты.

[6]

(Б) Структурообразующий компонент. В качестве структурообразующего компонента используется стеклофрита либо смесь фрит и оксидов металлов. Состав структурообразующего компонента выбирается с одной стороны, таким образом, чтобы обеспечить размягчение и спекание проводящего компонента автомобильной пасты при температурах от 500 до 600°С в течение 10-30 минут, что соответствует температуре моллирования автомобильных стекол, с другой стороны сохранить пластичность композиции при изгибании стекла с исключением образования микротрещин, и обеспечить совместимость с дополнительно наносимыми слоями стеклоэмалей.

[7]

(В) Органическая составляющая, представляет собой смесь растворенных в высококипящих органических растворителях полимеров и функциональных добавок различного назначения для обеспечения заданных печатно-технических характеристик толстопленочного материала.

[8]

В качестве полимеров используют этилцеллюлозу, акрилатные полимеры, полиметилметакрилаты, поливинибутираль, полиэтиленгликоль и др.

[9]

В роли высококипящих растворителей может быть использован терпинеол, тексанол, дибутилфталат, бутилкарбитолацетат, бутилкарбитол, изоамилсалицилат и тому подобное.

[10]

В качестве функциональной добавки могут выступать диспергаторы, эмульгаторы, скользящие добавки, адгезионные добавки, тиксотропные добавки, пеногасители, смачиватели, реологические добавки и различные композиции вышеуказанного, обеспечивающие пасте требуемый комплекс печатно-технических характеристик Органическое связующее подобрано таким образом, что позволяет сушить напечатанный слой пасты при температуре 150-250°С за 100-300 сек.

[11]

Токопроводящая паста получается путём смешивания с последующей гомогенизацией компонентов (А), (Б) и (В) в определённой пропорции при помощи смесителя, трёхвалковой пастотёрки, гиромиксера.

[12]

Качественный и количественный состав композиции задают ее определенные печатно-технические и эксплуатационные характеристики.

[13]

Известные аналоги изобретения:

[14]

В заявке CN114171238A (публикация от 11.03.2022) серебряная паста для автомобильных стекол содержит следующие компоненты в весовых частях: 85-88 частей порошка серебра сферической формы, 3-5 частей порошка сверхтонкого стекла, 1-2 части полимерной смолы и 6-10 частей органического растворителя. Порошок серебра имеет размер частиц 1,0-2,0 мкм, насыпную плотность 5,5-6,5 г/см3 и объемную плотность 2,5-3,5 г/см3, удельную площадь поверхности 0,5-0,8 м3/г.

[15]

Для данного аналога декларируемое сопротивление нагревательной нити лежит в диапазоне 0,5-0,9 Ом. При этом удельное сопротивление не указано, а также не уточняется для проводника какой длины, и ширины, и высоты приводятся данные.

[16]

В заявке CN111370158A (дата публикации 03.07.2020) описана серебросодержащая паста, позволяющая получать на автомобильном стекле тонкие нити нагревателя и способ получения пасты. Серебряная паста содержит следующие компоненты в весовых частях: 60-80 частей металлического серебряного порошка; 3-7 частей стеклянного порошка; 1-8 частей полимерной смолы; 1-3 части органической добавки; и 10-25 частей органического растворителя.

[17]

Известна заявка US5616173A (публикация 1 апреля 1997), в которой предлагается толстопленочная пастообразная композиция, используемая для нанесения проводящего рисунка. Композиция содержит сферические, не коагулирующие мелкие частицы металлического серебра, имеющие отношение площади поверхности к весу не менее 1,1 м2/г и имеющие размер частиц 1,0 мкм или менее, и мелкие частицы стеклянной фритты, имеющие температуру размягчения от 350°С до 620°С и содержащиеся в количестве 2,1 весовых частей или менее на 100 весовых частей металлического серебра, где твердые частицы диспергированы в органической среде.

[18]

Недостатком данного изобретения является то, что не раскрывается влияние компонентов на величину удельного сопротивления.

[19]

Наиболее близким к заявленному техническому решению является заявка CN102013282 (публикация 13.04.2011), в которой предлагается серебряная паста, предназначенная специально для изготовления нитей нагревателя для защиты стекла от запотевания, и способ ее приготовления.

[20]

Паста характеризуется тем, что в состав пасты входит:

[21]

- Смесь сферического и чешуйчатого серебряных порошков в соотношении 1~8:1. Диаметр зерен сферического серебряного порошка D50 составляет 0,5~5 мкм, набивная плотность составляет 1,0~2,5 г/см3 и объемная плотность 0,9 ~ 1,5 г/см3, чешуйчатый серебряный порошок имеет средний размер частиц 1 ~15 мкм, насыпную плотность 0,8 ~2,2 г/см3 и объемную плотность 0,4 ~1,3 г/см3;

[22]

- Бессвинцовая стеклофрита со средним размером частиц 2~15 мкм;

[23]

- Макромолекулярная смола представляет собой сложные эфиры целлюлозы, т.е. Нитроцеллюлоза, ацетат целлюлозы, ацетат бутират целлюлозы или этилцеллюлоза;

[24]

Органические добавки: пластификаторы, разбавители, тиксотропный агент, средство против осаждения, связующий агент, средство для защиты поверхности;

[25]

Органический растворитель представляющий собой смесь из растворителей спиртов и растворителей сложных эфиров или эфирный растворитель.

[26]

Мощность нагревателя составляет 60 ~ 150 Вт, температура нагрева составляет 65~ 78°C, удельное сопротивление составляет 0,028 ~ 0,05 Ωмм2/м, прочность на отслаивание превышает 80 Н, вязкость суспензии (25°C) составляет 20 ~ 110 Па.

[27]

Недостатком данного изобретения является высокая трудоемкость изготовления сферического порошка в таком узком диапазоне размеров (D50 0,5-5 мкм). При этом декларируемый максимальный уровень удельного электрического сопротивления выше максимального сопротивления, получаемого в заявленном техническом решении.

[28]

Раскрытие изобретения

[29]

Техническим результатом изобретения является улучшение спекаемости и пористости после отжига, снижение величины удельного электрического сопротивления ρ после термообработки, повышение энергоэффективности серебросодержащих паст, а также сокращение времени на обогрев автомобильных стекол и снижение расхода подаваемых энергоносителей. Эти преимущества определяются в первую очередь характеристиками серебряного порошка в составе металлизационной пасты. Оптимизация размера частиц порошка, оптимизация формы частиц порошка, смешивание частиц серебряного порошка разной формы и размера в определенной пропорции, поверхностная обработка порошка позволяют получить пасту с необходимыми характеристиками.

[30]

Указанный технический результат достигается тем, что серебросодержащая паста для формирования нитей токообогрева автомобильных стекол и контактных площадок для подсоединения коннекторов включает порошок серебра, органическое связующее и стеклопорошок при следующем соотношении компонентов, в мас. %: порошок серебра - 50-92; органическое связующее - 2-49; стеклопорошок - 1-6; причем серебряный порошок представляет собой смесь, состоящую из чешуйчатого порошка и дезагрегированного сферического порошка в соотношении 30-40 мас. % к 60-70 мас. %; чешуйчатые частицы имеют размер D50 от 1 до 10 мкм, сферические - размер D50 от 0,01 до 5 мкм.

[31]

Чешуйчатый порошок может иметь насыпную плотность в пределах 0,5-1,5 г/см3, сферический порошок - насыпную плотность в пределах 2-3,5 г/см3.

[32]

Совокупность представленных выше характеристик изобретения позволяет обеспечить снижение удельного сопротивления на 30%.

[33]

Краткое описание чертежей и иных материалов

[34]

На фиг. 1-4 представлены микрофотографии серебряных порошков:

[35]

На фиг. 1 - порошок серебряный, не полированный, агломерированный;

[36]

На фиг. 2 - порошок серебряный дезагрегированный сферический, агломераты разбиты поверхностной обработкой органической смесью;

[37]

На фиг. 3 - смесь серебряных чешуйчатого и сферического порошков с поверхностной обработкой органической смесью;

[38]

На фиг. 4 - порошок серебряный сферический с поверхностной обработкой органической смесью.

[39]

На фиг. 5 представлена таблица 1, в которой показан внешний вид спеченного слоя паст, отличающиеся свойствами серебряного порошка (форма, гранулометрический состав, поверхностная обработка). Составы содержат серебряные порошки: серебряный порошок 1 - не полированный, агломерированный; серебряный порошок 2 - дезагрегированный сферический, агломераты разбиты поверхностной обработкой; серебряный порошок 3 - смесь чешуйчатого и сферического порошков с поверхностной обработкой; серебряный порошок 4 - сферический с поверхностной обработкой. Минимальную пористость имеет состав, содержащий смесь чешуйчатого и сферического порошков с поверхностной обработкой.

[40]

На фиг. 6 представлена таблица 2, в которой показана зависимость удельного сопротивления спеченного слоя пасты от типа используемого серебряного порошка. Составы содержат серебряные порошки: серебряный порошок 1 - не полированный, агломерированный; серебряный порошок 2 - дезагрегированный сферический, агломераты разбиты поверхностной обработкой; серебряный порошок 3 - смесь чешуйчатого и сферического порошков с поверхностной обработкой; серебряный порошок 4 - сферический с поверхностной обработкой. Состав с серебряным дезагрегированным сферическим порошком 2, дезагрегированным после поверхностной обработки, дает снижение удельного электрического сопротивления на 20%, и состав со смесью 3 чешуйчатого и сферического порошков, прошедший поверхностную обработку позволяет снизить удельное электрическое сопротивление воженного слоя на 30%.

[41]

Подробное описание изобретения

[42]

Для устранения запотевания или удаления наледи на автомобильном окне во время дождя либо при снижении температуры окружающего воздуха автомобильное стекло необходимо разогреть до температуры 50-80 градусов. В результате чего, наледь расплавляется, и/или происходит испарение влаги со стекла.

[43]

Одним из самых популярных способов обогрева автомобильного стекла является пропускание тока через тонкие электропроводящие нити, сформированные токопроводящей пастой. Паста наносится на поверхность стекла методом трафаретной печати и затем спекается со стеклом. Процесс спекания пасты совмещается с операцией моллирования стекла.

[44]

При подаче напряжения, в нитях нагревателя генерируется электрический ток, что приводит к нагреву нитей и разогреву стекла.

[45]

В соответствии с законом Джоуля-Ленца при равном прилагаемом напряжении, в течение одинакового промежутка времени, количество теплоты, выделяемое нагревателем, будет тем меньше, чем выше сопротивление проводника. Повышение сопротивления линий токообогрева вынуждает увеличивать время на обогрев автомобильного стекла, что приводит к повышению расхода топлива. Поэтому на первый план выходит снижение сопротивления проводника, сформированного серебросодержащей пастой.

[46]

Новая разработка позволит повысить энергоэффективность серебросодержащих паст для формирования нитей токообогрева стекол автомобилей. Другими словами, подразумевается сокращение времени на обогрев автомобильных стекол, тем самым, снижение расхода подаваемых энергоносителей.

[47]

Ключевые преимущества новой пасты:

[48]

1. Сниженное удельное сопротивление нагревательного элемента

[49]

2. Стабильное качество. Стабильность параметров от партии к партии;

[50]

3. Низкий расход, стабильное сопротивление во время всего процесса печати;

[51]

4. Полная совместимость паст с производственным процессом производителя автомобильных стекол;

[52]

5. Безопасность для окружающей среды.

[53]

Указанный технический результат достигается за счет изменений серебряного порошка: оптимизации размера частиц порошка, оптимизации формы частиц порошка, смешивания частиц серебряного порошка разной формы и размера в определенной пропорции, поверхностная обработка порошка.

[54]

1. Повышенная спекаемость композиции достигается за счет оптимизации размера частиц серебряного порошка. При температурах отжига серебросодержащей пасты на автомобильном стекле от 600 до 800°С, размер частиц порошка должен быть в диапазоне от 1 до 50 мкм (лучше от 0,01 до 10 мкм).

[55]

2. Увеличение плотности упаковки, снижение количества пор и трещин, образующихся в процессе вжигания на поверхности и в объеме пасты достигается путем применения смеси серебряных порошков, состоящих из чешуйчатых и сферических частиц. Причем чешуйчатые частицы размером D50 от 1 до 10 мкм, а сферический порошок имеет широкий диапазон по распределению частиц D50 от 0,01 до 5 мкм. Насыпная плотность чешуйчатого порошка должна быть в пределах 0,5-1,5 г/см3. Насыпная плотность сферического порошка в пределах 2-3,5 г/см3. Чешуйчатые и сферические частицы взяты в соотношении 30-40 мас. % к 60-70 мас.% соответственно.

[56]

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».

[57]

В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного техническое решения и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

[58]

Осуществление изобретения

[59]

Изготовление опытных образцов металлизационных паст выполнялось согласно следующей последовательности действий:

[60]

- функциональные добавки и полимерные материалы растворялись в органическом растворителе при температуре 80-90°С и равномерном перемешивании;

[61]

- затем в полученное таким образом жидкое связующее добавляли при интенсивном перемешивании с помощью механического смесителя требуемое количество порошка серебра, стеклофриты;

[62]

- на заключительном этапе паста приводилась к состоянию гомогенной смеси с использованием трёхвалковой мельницы.

[63]

Качество пасты после гомогенизации проверяли путем измерения степени перетира и динамической вязкости. Данные параметры обеспечивают качество и стабильность печати.

[64]

Измерение степени перетира проводили при помощи гриндометра Хегмана. Прибор состоит из измерительной плиты с клинообразным пазом и скребка. Пробу пасты в количестве, достаточном, для заполнения всего паза, помещали за верхний предел шкалы. Скребок устанавливали перпендикулярно к измерительной поверхности и под углом 90° перемещали в течение нескольких секунд от максимального значения шкалы за нуль.

[65]

Динамическую вязкость измеряли на ротационном вискозиметре системы «плита-конус» при помощи ротационного реометра HAAKE RotoVisco RV1 (скорость 50 с-1, тип ротора 30/1, температура образца 25°С). Принцип действия основан на зависимости вращающего момента от вязкости, вызывающей сопротивление образца смещению.

[66]

В настоящее время самым распространённым способом формирования нагревателей на автомобильных стеклах является метод трафаретной печати, поскольку такая технология наиболее полно отвечает критериям массового промышленного производства. В процессе трафаретной печати геометрические размеры проводника задаются открытыми участками в эмульсионном слое трафарета. В ходе процесса печати металлизационная паста продавливается сквозь открытые участки трафарета за счёт приложенного со стороны эластичного ракеля давления, формируя таким образом проводник и контактные площадки.

[67]

Нанесение образцов паст проводилось на стеклянные подложки, толщиной 4±0,25 мм методом трафаретной печати с помощью трафаретного принтера Ekra Х1 (производство ASYS, ФРГ), с использованием трафарета на основе стальной сетки типа 200 нитей на дюйм.

[68]

Отпечаток представляет собой линию длиной 1035 мм, шириной 1,5±0,05 мм и толщиной от 15±1 мкм.

[69]

Для проведения операции сушки подложек с нанесёнными образцами паст использовалась конвейерная печь JRT DT-040-Rk-X (производство JRT, ФРГ) при заданном режиме.

[70]

Далее отжиг образцов проводился в конвейерной печи BTU, модель QA41-6-54. Заданный профиль отжига 550-585-615-640-660-675°С. Время нахождения в горячей зоне 15 минут.

[71]

Удельное электрическое сопротивление ρ [Ωмм2/м] образцов металлизационной пасты вычисляли согласно выражению

[72]

ρ = R⋅W⋅H/L,

[73]

где R [мОм]- электрическое сопротивление тестируемых проводников известной длины L [м], замеряли миллиомметром Е6-25;

[74]

W [мм] - ширина образца,

[75]

H [мм] -толщина образца.

[76]

Измерение производилось при помощи микроскопа Olympus МХ51 (производитель Olympus Corporation, Япония).

[77]

Полученные данные демонстрируют существенное влияние свойств серебряного порошка (гранулометрического состава, формы частиц, качества поверхностной обработки) в составе металлизационной пасты на спекаемость и пористость пасты после отжига, и, как следствие, на величину удельного электрического сопротивления ρ после термообработки.

[78]

Существенные черты описываемого изобретения раскрыты в примерах его реализации ниже.

[79]

Сравнительный пример 1

[80]

Паста для формирования нитей токообогрева, состоит из 75 мас. % токопроводящего компонента, представляющего собой неполированный агломерированный порошок серебра, с размером частиц порошка D50 от 0,1 до 15 мкм, площадью удельной поверхности 1-5 г/см3, стеклопорошка в количестве 1-6 мас. % и органического связующего от 19 до 24 мас. %.

[81]

Пример 2

[82]

Паста для формирования нитей токообогрева входит 75 мас. % дезагрегированного сферического порошка серебра. Размер частиц порошка D50 от 0,1 до 10 мкм, площадь удельной поверхности 1-4 г/см3, что позволило создать в процессе отжига однородный слой с увеличенной проводимостью. Стеклопорошок взят в количестве 1-6 мас. %, а органическое связующее от 19 до 24 мас. %.

[83]

Пример 3

[84]

Паста для формирования нитей токообогрева, состоящая из 75 мас.% токопроводящего компонента, представляющего собой сферический порошок серебра, с размером частиц порошка D50 от 1 до 15 мкм, площадью удельной поверхности 1-3 г/см3. 1-6 мас.% стеклопорошка и от 19 до 24 мас. % органического связующего.

[85]

Пример 4

[86]

Паста для формирования нитей токообогрева входит 75 мас. % смеси серебряных порошков, состоящих из чешуйчатых и дезагрегированного сферического порошка. Причем чешуйчатые частицы размером D50 от 1 до 10 мкм. Насыпная плотность чешуйчатого порошка 0,5-1,5 г/см3. Сферический серебряный дезагрегированный порошок имеет широкий диапазон по распределению частиц D50 от 0.01 до 5 мкм. Насыпная плотность дезагрегированного сферического порошка в пределах 2-3,5 г/см3. Чешуйчатые и сферические частицы взяты в соотношении 10-30 мас. % к 40-70 мас. % соответственно. 1-6 мас. % стеклопорошка и от 19 до 24 мас. % органического связующего.

[87]

Пример 5

[88]

Паста для формирования нитей токообогрева входит 50 мас. % смеси серебряных порошков, состоящих из чешуйчатых и дезагрегированного сферического порошка. Причем чешуйчатые частицы размером D50 от 1 до 10 мкм. Насыпная плотность чешуйчатого порошка 0,5-1,5 г/см3. Сферический серебряный дезагрегированный порошок имеет широкий диапазон по распределению частиц D50 от 0.01 до 5 мкм. Насыпная плотность дезагрегированного сферического порошка в пределах 2-3,5 г/см3. Чешуйчатые и сферические частицы взяты в соотношении 10 мас. % к 40 мас. % соответственно. Стеклопорошок взят в количестве 1-6 мас. % . 44 до 49 мас. % органического связующего.

[89]

Пример 6

[90]

Паста для формирования нитей токообогрева входит 50 мас. % смеси серебряных порошков, состоящих из чешуйчатых и дезагрегированного сферического порошка. Причем чешуйчатые частицы размером D50 от 1 до 10 мкм. Насыпная плотность чешуйчатого порошка 0,5-1,5 г/см3. Сферический серебряный дезагрегированный порошок имеет широкий диапазон по распределению частиц D50 от 0.01 до 5 мкм. Насыпная плотность дезагрегированного сферического порошка в пределах 2-3,5 г/см3. Чешуйчатые и сферические частицы взяты в соотношении 30 мас. % к 70 мас. % соответственно. Стеклопорошок взят в количестве 1-6 мас. % . 44 до 49 мас. % органического связующего.

[91]

Пример 7

[92]

Паста для формирования нитей токообогрева входит 92 мас. % смеси серебряных порошков, состоящих из чешуйчатых и дезагрегированного сферического порошка. Причем чешуйчатые частицы размером D50 от 1 до 10 мкм. Насыпная плотность чешуйчатого порошка 0,5-1,5 г/см3. Сферический серебряный дезагрегированный порошок имеет широкий диапазон по распределению частиц D50 от 0.01 до 5 мкм. Насыпная плотность дезагрегированного сферического порошка в пределах 2-3,5 г/см3. Чешуйчатые и сферические частицы взяты в соотношении 10 мас. % к 40 мас. % соответственно. Стеклопорошок взят в количестве 1-6 мас. %. 2 до 7 мас. % органического связующего.

[93]

Пример 8

[94]

Паста для формирования нитей токообогрева входит 92 мас. % смеси серебряных порошков, состоящих из чешуйчатых и дезагрегированного сферического порошка. Причем чешуйчатые частицы размером D50 от 1 до 10 мкм. Насыпная плотность чешуйчатого порошка 0,5-1,5 г/см3. Сферический серебряный дезагрегированный порошок имеет широкий диапазон по распределению частиц D50 от 0.01 до 5 мкм. Насыпная плотность дезагрегированного сферического порошка в пределах 2-3,5 г/см3. Чешуйчатые и сферические частицы взяты в соотношении 30 мас. % к 70 мас. % соответственно. Стеклопорошок взят в количестве 1-6 мас. %. 2 до 7 мас. % органического связующего.

[95]

По результатам проведения экспериментальной части можно констатировать, что составы, описанные в примерах 1-8 имеют разную плотность/пористость после отжига. Результаты представлены в Таблице 2.

[96]

Воженный слой пасты в примере 1, содержащий неполированный агломерированный порошок серебра имеет до 30% пор на поверхности и в объёме спеченного слоя.

[97]

На поверхности воженного слоя пасты в примере 2 (с дезагрегированным сферическим порошком серебра) присутствуют единичные поры, но в суммарная концентрация пустот в объёме воженного слоя может достигать 30%.

[98]

Паста, описанная в примере 3, содержащая сферический порошок серебра с размером частиц D50 от 1 до 15 мкм и площадью удельной поверхности 1-3 г/см3 также создает воженный слой с высокой пористостью - не ниже 30%.

[99]

Воженный слой пасты, содержащий смесь чешуйчатого и дезагрегированного сферического порошка, описанный в примерах 4-8 практически лишен пор на поверхности и в объеме из-за повышенной плотности упаковки. Такой эффект достигается как за счет оптимизации гранулометрического состава чешуйчатых и сферических частиц, так и за счет выбора правильного соотношения чешуек и сфер, а также является следствием дезагрегации сферического порошка.

[100]

Таким образом, минимальной пористостью обладает состав из примеров 4-8, содержащий 50-95 мас. % смеси серебряных порошков, состоящих из чешуйчатых и сферических частиц. Причем чешуйчатые частицы размером D50 от 1 до 10 мкм. Насыпная плотность чешуйчатого порошка 0,5-1,5 г/см3. Сферический порошок после дезагрегации имеет широкий диапазон по распределению частиц D50 от 0,01 до 5 мкм. Насыпная плотность дезагрегированного сферического порошка в пределах 2-3,5 г/см3. Чешуйчатые и сферические частицы взяты в соотношении 10-30 мас. % к 40-70 мас. % соответственно.

[101]

Результаты сравнения внешнего вида спеченного слоя паст представлены в таблице 1 на фиг. 5, результаты сравнения составов по удельному сопротивлению представлены в таблице 2 на фиг. 6.

[102]

Паста, содержащая сферический порошок серебра с размером частиц D50 от 1 до 15 мкм и площадью удельной поверхности 1-3 г/см3 (Пример 3) не дает преимущества по удельному электрическому сопротивлению.

[103]

Состав с серебряным сферическим порошком, прошедшим дезагрегацию (пример 2), дает снижение удельного электрического сопротивления на 20%.

[104]

Паста со смесью чешуйчатого порошка и дезагрегированного сферического порошков (примеры 4-8), позволяет снизить удельное электрическое сопротивление воженного слоя на 30%.

[105]

Промышленная применимость

[106]

Разработанная паста позволяет формировать за один цикл печати нити токообогрева и контактные площадки. Вышеуказанные образцы наносятся на автомобильное стекло методом трафаретной печати. Сушка образцов возможна как в сушильном шкафу, так и в установках конвейерной сушки сжатым воздухом и/или под действием ИК-излучения. Параметры сушки: заданная температура 150-250°С, время сушки от 3 до 15 минут. Отжиг паст для формирования линий токообогрева и площадок для последующей пайки проводится в конвейерной печи и совмещен с процессом моллирования и закалки (при необходимости) автомобильного стекла. Температура вжигания от 600°С до 700°С. Время нахождения в печи от 5 до 15 минут.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты