一種含銀包鎳粉pcb電路板銀漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子漿料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含銀包鎳粉PCB電路板銀漿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代微電子工業(yè)中，人們對電子元器件要求越來越高，生產(chǎn)多采用流程化、標(biāo)準(zhǔn)化來進(jìn)行以降低成本，印刷電路板(PCB)就是適合微電子工業(yè)的這種需求而誕生的，相應(yīng)的就需求新的要求的導(dǎo)體漿料、電極漿料、介質(zhì)漿料與電阻漿料、灌孔漿料等電子漿料與印刷電路板(PCB)相匹配，開展新的導(dǎo)體漿料的研宄也就勢在必行。
[0003]—般來講，電子楽料的主要成分包括有功能相如金屬、貴金屬粉末等，無機粘結(jié)劑如玻璃粉末、氧化物粉末等，有機粘結(jié)劑，其它的溶劑和添加劑。通常，電子漿料中的功能相起導(dǎo)電作用，要具有很好的導(dǎo)電性能，一般由金屬粉末或貴金屬粉末來充當(dāng)，常用的金屬粉末有銅粉、鋁粉、鋅粉、鎳粉等，常用的貴金屬粉有金粉、銀粉、鉑粉、鈀粉等。無機粘結(jié)劑起固定電子漿料到基材的作用，一般由氧化物粉末和玻璃粉末來充當(dāng)，但是這一成分在電子漿料的比重比較低，有的甚至沒有；有機粘結(jié)劑主要起使?jié){料具有一定的形狀、易于印刷或涂敷的作用，主要有高分子樹脂、小分子樹脂等來充當(dāng)，隨著化學(xué)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步這部分在電子漿料中的作用越來越突出，尤其是在應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷時，改變有機粘結(jié)劑的成分就可以改變電子漿料的印刷、干燥、燒結(jié)性能。
[0004]在現(xiàn)有的電子漿料領(lǐng)域里，銀系漿料具有導(dǎo)電率高，性能穩(wěn)定，與基板結(jié)合強度大等特點，廣泛應(yīng)用于集成電路、多芯片組件、薄膜開關(guān)等電子元器件的生產(chǎn)。但是，銀是貴重金屬，成本較高，而且現(xiàn)有的銀漿料中的銀粉末大部分是微米級的粉末，其制成的漿料的膜層厚度、印刷性能等對于現(xiàn)在的高端的精密儀器有很大的局限性；另一方面，以往印刷電路板多采用印刷導(dǎo)電銅漿制成導(dǎo)電線路，但是存在著導(dǎo)電銅漿易被氧化，降低了印刷電路板的使用壽命，導(dǎo)電銅漿也不能印刷成比較精細(xì)的線路。因此需要研宄導(dǎo)電漿料中金屬粉末的大小、形狀、種類以實現(xiàn)降低成本、提高導(dǎo)電率、提高印刷精密性的目的。
[0005]導(dǎo)電銀漿中的粘結(jié)劑對于電路印刷的成品率有很大影響，例如粘度、粘結(jié)性、附著力、流平性、成膜性、溶劑的揮發(fā)性等都會對電路的印刷性能造成影響，出現(xiàn)氣孔，斷路等現(xiàn)象，還有些時候會出現(xiàn)有機物揮發(fā)完成之后玻璃相尚未開始融化，導(dǎo)致導(dǎo)電線路從承印物上脫落的現(xiàn)象，使導(dǎo)電線路報廢，因此有機粘結(jié)劑的性能需要提高。
[0006]目前很多無機粘結(jié)劑采用玻璃粉，玻璃粉由金屬氧化物、氧化硅等材料制成，如果熔點過高，也出現(xiàn)有機物揮發(fā)完成之后玻璃相尚未開始融化，導(dǎo)致由導(dǎo)電銀漿獲得的導(dǎo)電線路從承印物上脫落的現(xiàn)象，使導(dǎo)電線路報廢；而且目前的玻璃粉中很多含有鉛等有害物質(zhì)，對環(huán)境不利，因此需要研制性能更加優(yōu)異的玻璃粉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種含銀包鎳粉PCB電路板銀漿及其制備方法，該銀漿印刷性好，得到的電路連續(xù)，清晰，導(dǎo)電性好，節(jié)約了銀粉的用量，玻璃粉熔點低，易燒結(jié)成型，而且無鉛環(huán)保。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種含銀包鎳粉PCB電路板銀漿，其特征在于由下列重量份的原料制成:1-20μπι銀包鎳粉20-25、10-30nm銀粉10-15、1_20 μ m銀粉30-40、熱固性丙烯酸樹脂3_5、聚氨酯樹脂1-2、玻璃粉7-10、乙酸異戊酯5-7、甲醇4-6、丁基卡必醇4-6、單乙醇胺1-2、松香1-2、氣相二氧化硅0.5-1、明膠0.3-0.6、橄欖油0.3-0.6 ；
所述玻璃粉由下列重量份的原料制成:Si02 10-13、V205 15_18、Sb203 5_7、氣相三氧化二鋁2-4、活性氧化鋁15-18、P205 4_6、缺氧氧化鈰3_6、Mg02_3、四針狀氧化鋅晶須2_4 ；制備方法為:將3丨02、￥205、36203、氣相三氧化二鋁、活性氧化鋁、卩205、缺氧氧化鈰、1%0混合，放入坩禍在1100-1400°C加熱熔化成液體，再加入四針狀氧化鋅晶須，攪拌均勻后進(jìn)行真空脫泡，真空度為0.10-0.14MPa，脫泡時間為6_9分鐘，再倒入模具中定型，再進(jìn)行水淬、送入球磨機中粉碎、過篩，得到7-10 μπι粉末，即得。
[0009]所述的含銀包鎳粉PCB電路板銀漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將乙酸異戊酯、甲醇、丁基卡必醇、單乙醇胺、明膠、橄欖油混合，加入熱固性丙烯酸樹脂、松香，加熱至80-82?，攪拌至樹脂全部溶解，再加入聚氨酯樹脂、單乙醇胺攪拌均勻，用500目的紗網(wǎng)過濾，除去雜質(zhì)得到有機載體；
(2)將玻璃粉、氣相二氧化硅混合，在5000-7000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘录尤?0-30nm銀粉，攪拌10-20分鐘，再加入1-20 μ m銀包鎳粉、1-20 μ m銀粉，攪拌10-20分鐘，再與其他剩余成分一起加入有機載體中，在球磨機中混合分散30-50分鐘，再超聲分散6-8分鐘，得到均勻的漿體；
(3)將步驟(2)得到的漿體進(jìn)行真空脫泡，真空度為0.09-0.12MPa，脫泡時間為10-13分鐘，然后在三輥軋機中進(jìn)行研磨、乳制，至銀漿粘度為10000-17000厘泊，即得。
[0010]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的銀漿印刷性好，得到的電路連續(xù)，清晰，導(dǎo)電性好，而且通過添加銀包鎳粉，節(jié)約了銀粉的用量；本發(fā)明的玻璃粉熔點低，易燒結(jié)成型，而且無鉛環(huán)保。
【具體實施方式】
[0011]一種含銀包鎳粉PCB電路板銀漿，由下列重量份(公斤)的原料制成:1-20μπι銀包鎳粉23、10-30nm銀粉13、1_20 μπι銀粉35、熱固性丙烯酸樹脂4、聚氨酯樹脂1.4、玻璃粉8、乙酸異戊酯6、甲醇5、丁基卡必醇5、單乙醇胺1.5、松香1.5、氣相二氧化硅0.7、明膠0.4、橄欖油0.4 ；
所述玻璃粉由下列重量份(公斤)的原料制成:Si02 1UV205 17、Sb203 6、氣相三氧化二鋁3、活性氧化鋁17、P205 5、缺氧氧化鈰4、Mg02.5、四針狀氧化鋅晶須3 ;制備方法為:將Si02、V205、Sb203、氣相三氧化二鋁、活性氧化鋁、P205、缺氧氧化鈰、MgO混合，放入坩禍，在1300°C加熱熔化成液體，再加入四針狀氧化鋅晶須，攪拌均勻后進(jìn)行真空脫泡，真空度為0.12MPa，脫泡時間為7分鐘，再倒入模具中定型，再進(jìn)行水淬、送入球磨機中粉碎、過篩，得到9 μπι粉末，即得。
[0012]所述的含銀包鎳粉PCB電路板銀漿的制備方法，包括以下步驟: (1)將乙酸異戊酯、甲醇、丁基卡必醇、單乙醇胺、明膠、橄欖油混合，加入熱固性丙烯酸樹脂、松香，加熱至81°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入聚氨酯樹脂、單乙醇胺攪拌均勻，用500目的紗網(wǎng)過濾，除去雜質(zhì)得到有機載體；
(2)將玻璃粉、氣相二氧化硅混合，在6000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘录尤?0_30nm銀粉，攪拌15分鐘，再加入1-20 μm銀包鎳粉、1-20 μm銀粉，攪拌15分鐘，再與其他剩余成分一起加入有機載體中，在球磨機中混合分散40分鐘，再超聲分散7分鐘，得到均勻的漿體；
(3)將步驟(2)得到的漿體進(jìn)行真空脫泡，真空度為0.1MPa，脫泡時間為12分鐘，然后在三輥軋機中進(jìn)行研磨、乳制，至銀漿粘度為15000厘泊，即得。
[0013]試驗數(shù)據(jù):
將本實施例得到的銀漿用絲網(wǎng)印刷的方式印刷到PCB電路板上，然后升溫至640°C下固化6分鐘形成導(dǎo)電線路，從而得到導(dǎo)電線路板。測得導(dǎo)電線路的布線寬度為0.6_，平均膜厚5 μπι,布線間距為0.6mm，電阻率為5.0X 10 5 Ω.m。
[0014]按照上述方式批量生產(chǎn)導(dǎo)電線路板1000塊，導(dǎo)電線路與PCB電路板結(jié)合良好，線條清晰，連續(xù)，有2塊電路板的導(dǎo)電線路從承印物上脫落，成品率99.8%。
【主權(quán)項】
1.一種含銀包鎳粉PCB電路板銀漿，其特征在于由下列重量份的原料制成:1-20 μπι銀包鎳粉20-25、10-30nm銀粉10-15、1_20 μ m銀粉30-40、熱固性丙烯酸樹脂3_5、聚氨酯樹脂1-2、玻璃粉7-10、乙酸異戊酯5-7、甲醇4-6、丁基卡必醇4-6、單乙醇胺1-2、松香1-2、氣相二氧化硅0.5-1、明膠0.3-0.6、橄欖油0.3-0.6 ； 所述玻璃粉由下列重量份的原料制成:Si02 10-13、V205 15_18、Sb203 5_7、氣相三氧化二鋁2-4、活性氧化鋁15-18、P205 4_6、缺氧氧化鈰3_6、Mg02_3、四針狀氧化鋅晶須2_4 ；制備方法為:將3丨02、￥205、36203、氣相三氧化二鋁、活性氧化鋁、卩205、缺氧氧化鈰、1%0混合，放入坩禍在1100-1400°C加熱熔化成液體，再加入四針狀氧化鋅晶須，攪拌均勻后進(jìn)行真空脫泡，真空度為0.10-0.14MPa，脫泡時間為6_9分鐘，再倒入模具中定型，再進(jìn)行水淬、送入球磨機中粉碎、過篩，得到7-10 μπι粉末，即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含銀包鎳粉PCB電路板銀漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將乙酸異戊酯、甲醇、丁基卡必醇、單乙醇胺、明膠、橄欖油混合，加入熱固性丙烯酸樹脂、松香，加熱至80-82?，攪拌至樹脂全部溶解，再加入聚氨酯樹脂、單乙醇胺攪拌均勻，用500目的紗網(wǎng)過濾，除去雜質(zhì)得到有機載體； (2)將玻璃粉、氣相二氧化硅混合，在5000-7000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘录尤?0-30nm銀粉，攪拌10-20分鐘，再加入1-20 μ m銀包鎳粉、1-20 μ m銀粉，攪拌10-20分鐘，再與其他剩余成分一起加入有機載體中，在球磨機中混合分散30-50分鐘，再超聲分散6-8分鐘，得到均勻的漿體； (3)將步驟(2)得到的漿體進(jìn)行真空脫泡，真空度為0.09-0.12MPa，脫泡時間為10-13分鐘，然后在三輥軋機中進(jìn)行研磨、乳制，至銀漿粘度為10000-17000厘泊，即得。
【專利摘要】一種含銀包鎳粉PCB電路板銀漿,由下列重量份的原料制成：1-20μm銀包鎳粉20-25、10-30nm銀粉10-15、1-20μm銀粉30-40、熱固性丙烯酸樹脂3-5、聚氨酯樹脂1-2、玻璃粉7-10、乙酸異戊酯5-7、甲醇4-6、丁基卡必醇4-6、單乙醇胺1-2、松香1-2、氣相二氧化硅0.5-1、明膠0.3-0.6、橄欖油0.3-0.6；本發(fā)明的銀漿印刷性好，得到的電路連續(xù)，清晰，導(dǎo)電性好，而且通過添加銀包鎳粉，節(jié)約了銀粉的用量；本發(fā)明的玻璃粉熔點低，易燒結(jié)成型，而且無鉛環(huán)保。
【IPC分類】H01B13/00, H05K1/09, H01B1/22
【公開號】CN104955267
【申請?zhí)枴緾N201510266014
【發(fā)明人】周正紅
【申請人】銅陵宏正網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月25日