一種無鉛銀漿的燒結方法
2024-04-10 09:44:05 2
一種無鉛銀漿的燒結方法
【專利摘要】一種無鉛銀漿的燒結方法，屬於電子工藝領域。包括如下步驟：將SiO2，Bi2O3，ZnO，B203置於剛玉坩堝中，加熱熔化攪拌後倒入冷水，淬火得到玻璃經球磨過篩後得無鉛玻璃粉；將玻璃粉、有機載體和銀粉混合成漿料，漿料通過絲網印刷在石英基板上形成厚膜電極；印刷完畢後，將基板放置於水平臺面，待漿料自然淌平，隨後放於乾燥箱中於120℃乾燥15min去除有機載體；將基板放於燒結爐中，燒結一段時間後取出冷卻，完成無鉛銀漿的燒結。通過對其工藝進行改進，細化各組分間的比例調配，確定固定的燒制溫度等措施，使得通過本方法所得燒結銀漿的附著力得到提升，可焊性達到標準，滿足現代工業的各項工藝去求，本發明所述無鉛銀漿燒結方法，操作簡單且易於推廣。
【專利說明】一種無鉛銀漿的燒結方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電子工藝領域，尤其涉及一種無鉛銀漿的燒結方法。
【背景技術】
[0002]隨著科技快速發展，電子領域的產業技術也得到了很到的進步。導電銀漿產品集冶金、化工和電子技術於一體，是一種高技術的電子功能材料，主要用於製造厚膜集成電路、電阻器、電阻網絡、電容器、MLCC，太陽能電池電極、PDP電極、印刷及高解析度導電體、薄膜開關、導電膠及其他電子元器件。傳統的導電銀漿多數使用含PbO的玻璃粉，這是因為PbO能顯著降低玻璃粉的軟化溫度，從而使銀粉和基板獲得良好的附著力。然而，鉛汙染環境，且對人體有害，製備以無鉛玻璃粉為粘結相的低溫燒結導電漿料已經成為一種必然趨勢。
【發明內容】
[0003]本發明旨在解決上述問題，提供一種無鉛銀漿的燒結方法。
[0004]一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於包括如下步驟:(I)將50% S12, 20%Bi2O3, 20% ZnO，10^B2O3置於剛玉坩堝中，加熱至I 200-1500°C熔化，攪拌均勻後迅速倒入冷水中，淬火得到的玻璃經球磨，過篩後製得所需的無鉛玻璃粉。(2)將3%油酸，4% 二甲苯，2%卵磷脂，60%松油醇，10%檸檬酸三丁酯，10%乙基纖維素，3%聚乙二醇，2%矽烷偶聯劑，6%鄰苯二甲酸二丁酯混合，並放入恆溫水浴鍋中充分攪拌，即得有機載體；(3)將上述兩步所得玻璃粉、有機載體和質量分數為99.95%的銀粉混合成漿料，漿料通過絲網印刷在石英基板上形成厚膜電極；(4)印刷完畢後，將基板放置於水平臺面，待漿料自然淌平，隨後放於乾燥箱中於120°C乾燥15 min去除有機載體；(5)最後將基板放於燒結爐中，峰值燒結溫度為540—640°C，達到燒結峰值溫度後保溫一段時間，然後取出冷卻，冷卻後的基板表面將形成連續緻密燒結銀膜，完成無鉛銀漿的燒結。
[0005]本發明所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(2)中的水浴溫度為 60。。。
[0006]本發明所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(3)中的銀粉是球狀銀粉，平均粒徑為2.0μπι。
[0007]本發明所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(3)中所用絲網為45 μ m (325目)不鏽鋼絲網。
[0008]本發明所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(5)中燒結爐的升溫速率10°C / min。
[0009]本發明所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(3)中石英基板的規格為75 mmX 25 mm，厚度為2 mm。
[0010]本發明所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(3)中混合漿料的質量分數為72%的銀粉，3%的玻璃粉和25%的有機載體。
[0011]本發明所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，通過對其工藝進行改進，細化各組分間的比例調配，確定固定的燒制溫度等措施，使得通過本方法所得燒結銀漿的附著力得到提升，可焊性達到標準，滿足現代工業的各項工藝去求，本發明所述無鉛銀漿燒結方法，操作簡單且易於推廣。
【具體實施方式】
[0012]一種無鉛銀漿的燒結方法，包括如下步驟:(I)將50% S12, 20% Bi2O3, 20% ZnO,10% B2O3置於剛玉坩堝中，加熱至I 200-1500°C熔化，攪拌均勻後迅速倒入冷水中，淬火得到的玻璃經球磨，過篩後製得所需的無鉛玻璃粉。(2)將3%油酸，4% 二甲苯，2%卵磷脂，60%松油醇，10%檸檬酸三丁酯，10%乙基纖維素，3%聚乙二醇，2%矽烷偶聯劑，6%鄰苯二甲酸二丁酯混合，並放入恆溫水浴鍋中充分攪拌，即得有機載體；(3)將上述兩步所得玻璃粉、有機載體和質量分數為99.95%的銀粉混合成漿料，漿料通過絲網印刷在石英基板上形成厚膜電極；(4)印刷完畢後，將基板放置於水平臺面，待漿料自然淌平，隨後放於乾燥箱中於120°C乾燥15 min去除有機載體；(5)最後將基板放於燒結爐中，峰值燒結溫度為540—640°C，達到燒結峰值溫度後保溫一段時間，然後取出冷卻，冷卻後的基板表面將形成連續緻密燒結銀膜，完成無鉛銀漿的燒結。
[0013]本發明所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，所述步驟(2)中的水浴溫度為60°C。所述步驟(3)中的銀粉是球狀銀粉，平均粒徑為2.0μπι。所述步驟(3)中所用絲網為45 μ m(325目)不鏽鋼絲網。所述步驟(5)中燒結爐的升溫速率10°C / min。所述步驟(3)中石英基板的規格為75 mmX25 mm，厚度為2 mm。所述步驟(3)中混合漿料的質量分數為72%的銀粉，起導熱、導電作用，3%的玻璃粉和25%的有機載體，在漿料燒結過程中，隨著溫度升高，玻璃粉熔融，由於毛細作用浸潤並包裹銀顆粒，銀粉以銀離子的形式溶解在熔融的玻璃相中。當漿料中的玻璃粉含量很少時，銀粉由於缺少液相而不能鋪展在基板上，銀粒子傾向於沿垂直方向生長，導致銀粒子之間的接觸變差；當玻璃粉含量增加到某一值時，玻璃粉能夠有效潤溼銀粉，使銀粉充分鋪展在基板上，銀粒子沿水平方向生長，銀粒子的接觸更加緊密，能夠有效形成導電網絡。但文獻表明，當玻璃粉含量繼續增加，多餘的玻璃粉就會聚集在表面上，導致電性能下降，電阻率增加。同時，當玻璃粉含量過高時，有機載體的含量就越低，有機載體的含量直接影響到漿料的黏度，有機載體的含量越低，漿料的黏度越高，在印刷的過程中，漿料的流平性很差，不利於漿料分布均勻，銀粉與玻璃粉容易成團聚態。
【權利要求】
1.一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於包括如下步驟:(I)將50% S12, 20% Bi2O3,20% ZnO, 10% B2O3置於剛玉坩堝中，加熱至I 200-1500°C熔化，攪拌均勻後迅速倒入冷水中，淬火得到的玻璃經球磨，過篩後製得所需的無鉛玻璃粉； (2)將3%油酸，4% 二甲苯，2%卵磷脂，60%松油醇，10%檸檬酸三丁酯，10%乙基纖維素，3%聚乙二醇，2%矽烷偶聯劑，6%鄰苯二甲酸二丁酯混合，並放入恆溫水浴鍋中充分攪拌，即得有機載體；(3)將上述兩步所得玻璃粉、有機載體和質量分數為99.95%的銀粉混合成漿料，漿料通過絲網印刷在石英基板上形成厚膜電極；(4)印刷完畢後，將基板放置於水平臺面，待漿料自然淌平，隨後放於乾燥箱中於120°C乾燥15 min去除有機載體；(5)最後將基板放於燒結爐中，峰值燒結溫度為540—640°C，達到燒結峰值溫度後保溫一段時間，然後取出冷卻，冷卻後的基板表面將形成連續緻密燒結銀膜，完成無鉛銀漿的燒結。
2.如權利要求1所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(2)中的水浴溫度為60°C。
3.如權利要求1所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(3)中的銀粉是球狀銀粉，平均粒徑為2.0 μ m。
4.如權利要求1所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(3)中所用絲網為45μπι(325目)不鏽鋼絲網。
5.如權利要求1所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(5)中燒結爐的升溫速率10°c / min。
6.如權利要求1所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(3)中石英基板的規格為75 mmX 25 mm,厚度為2 mm。
7.如權利要求1所述的一種無鉛銀漿的燒結方法，其特徵在於所述步驟(3)中混合漿料的質量分數為72%的銀粉，3%的玻璃粉和25%的有機載體。
【文檔編號】H01B13/00GK104318977SQ201410544021
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】張俊 申請人:陝西易陽科技有限公司