一種pcb電路板導電銀漿及其製備方法
2023-06-04 15:29:01
一種pcb電路板導電銀漿及其製備方法
【專利摘要】一種PCB電路板導電銀漿,由下列重量份的原料製成：10-20nm銀粉5-10、1-10μm銀粉30-40、含銀10-15%的片狀銀包銅粉15-20、矽烷偶聯劑KH-5600.2-0.3、玻璃粉8-12、聚乙烯吡咯烷酮0.5-1、聚乙烯醇縮丁醛7-9、乙基纖維素3-5、乙二醇6-8、鄰苯二甲酸酯2-4、乙酸異戊酯4-6、環己酮5-7、二乙二醇乙醚醋酸酯2-4、維生素C1-2；本發明的銀漿節約了銀粉的用量，具有優異的導電效果，通過添加本發明的玻璃粉之後,漿料的潤溼性、表面平滑性、相溶性、與印刷電路板的結合強度等性能都有很大的改善，而且銀漿印刷是不易形成氣孔、裂縫等缺陷。
【專利說明】-種PCB電路板導電銀漿及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於電子漿料【技術領域】，尤其涉及一種PCB電路板導電銀漿及其製備方 法。
【背景技術】
[0002] 在現代微電子工業中，人們對電子元器件要求越來越高，生產多採用流程化、標準 化來進行以降低成本，印刷電路板（PCB)就是適合微電子工業的這種需求而誕生的，相應 的就需求新的要求的導體漿料、電極漿料、介質漿料與電阻漿料、灌孔漿料等電子漿料與印 刷電路板（PCB)相匹配，開展新的導體漿料的研究也就勢在必行。
[0003] -般來講，電子漿料的主要成分包括有功能相如金屬、貴金屬粉末等，無機粘結劑 如玻璃粉末、氧化物粉末等，有機粘結劑，其它的溶劑和添加劑。通常，電子漿料中的功能相 起導電作用，要具有很好的導電性能，一般由金屬粉末或貴金屬粉末來充當，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、鉬粉、鈀粉等。無機粘結劑起 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，但是這一成分在電子 漿料的比重比較低，有的甚至沒有；有機粘結劑主要起使漿料具有一定的形狀、易於印刷 或塗敷的作用，主要有高分子樹脂、小分子樹脂等來充當，隨著化學工業技術的進步這部分 在電子漿料中的作用越來越突出，尤其是在應用於絲網印刷時，改變有機粘結劑的成分就 可以改變電子漿料的印刷、乾燥、燒結性能。
[0004] 在現有的電子漿料領域裡，銀系漿料具有導電率高，性能穩定，與基板結合強度大 等特點，廣泛應用於集成電路、多晶片組件、薄膜開關等電子元器件的生產。但是，銀是貴重 金屬，成本較高，而且現有的銀漿料中的銀粉末大部分是微米級的粉末，其製成的漿料的膜 層厚度、印刷性能等對於現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 板多採用印刷導電銅漿製成導電線路，但是存在著導電銅漿易被氧化，降低了印刷電路板 的使用壽命，導電銅漿也不能印刷成比較精細的線路。因此需要研究導電漿料中金屬粉末 的大小、形狀、種類以實現降低成本、提高導電率、提高印刷精密性的目的。
[0005] 導電銀漿中的粘結劑對於電路印刷的成品率有很大影響，例如粘度、粘結性、附著 力、流平性、成膜性、溶劑的揮發性等都會對電路的印刷性能造成影響，出現氣孔，斷路等現 象，還有些時候會出現有機物揮發完成之後玻璃相尚未開始融化，導致導電線路從承印物 上脫落的現象，使導電線路報廢，因此有機粘結劑的性能需要提高。
[0006] 目前很多無機粘結劑採用玻璃粉，玻璃粉由金屬氧化物、氧化矽等材料製成，如果 熔點過高，也出現有機物揮發完成之後玻璃相尚未開始融化，導致由導電銀漿獲得的導電 線路從承印物上脫落的現象，使導電線路報廢；而且目前的玻璃粉中很多含有鉛等有害物 質，對環境不利，因此需要研製性能更加優異的玻璃粉。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在於提供一種PCB電路板導電銀漿及其製備方法，該銀漿節約了銀 粉的用量，具有優異的導電性，粘結強度高，不易形成氣孔、裂縫等缺陷，在高溫加工過程 中不易被氧化。
[0008] 本發明的技術方案如下： 一種PCB電路板導電銀漿，其特徵在於由下列重量份的原料製成：10-20nm銀粉5-10、 1-10 μ m銀粉30-40、含銀10-15%的片狀銀包銅粉15-20、矽烷偶聯劑KH-560 0. 2-0. 3、玻 璃粉8-12、聚乙烯吡咯烷酮0. 5-1、聚乙烯醇縮丁醛7-9、乙基纖維素3-5、乙二醇6-8、鄰苯 二甲酸酯2-4、乙酸異戊酯4-6、環己酮5-7、二乙二醇乙醚醋酸酯2-4、維生素 C1-2 ; 所述玻璃粉由下列重量份的原料製成：硼砂15-17、Si026-9、Bi203 20-25、A1203 5-8、 Li20 3-5、Mg03-6、NaF2-4、Ti023-6、Zn04-7、K201-2、缺氧氧化鈰 1-2、霞石粉 2-4、納米玉 石粉 2-5 ;製備方法為：將硼砂、Si02、Bi203、A1203、Li 20、MgO、NaF、Ti02、ZnO、K20、缺氧氧 化鈰混合，放入坩堝在1100-140(TC加熱熔化成液體，攪拌均勻後進行真空脫泡，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，再進行水淬、送入球磨機中粉 碎、過篩，得到2-6 μ m粉末，再與霞石粉、納米玉石粉混合均勻，即得。
[0009] 所述的PCB電路板導電銀漿的製備方法，其特徵在於包括以下步驟： (1) 將鄰苯二甲酸酯、乙酸異戊酯、環己酮、二乙二醇乙醚醋酸酯混合，加入聚乙烯醇 縮丁醛、乙基纖維素，加熱至80-82°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入維生素 C攪拌均勻，用 500目的紗網過濾，除去雜質得到有機載體； (2) 將乙二醇與矽烷偶聯劑KH-560、聚乙烯吡咯烷酮混合，在5000-7000轉/分攪拌下 加入10-20nm銀粉，攪拌10-20分鐘，再加入1-10 μ m銀粉、含銀10-15%的片狀銀包銅粉， 攪拌10-20分鐘，再與其他剩餘成分一起加入有機載體中，在球磨機中混合分散得到均勻 的漿體； (3) 將步驟（2)得到的漿體進行真空脫泡，真空度為0.06-0. 09MPa，脫泡時間為6-9 分鐘，然後在三輥軋機中進行研磨、乳制，至銀漿細度達到3-5微米，即得。
[0010] 本發明的有益效果 本發明的銀漿節約了銀粉的用量，通過搭配不同粒徑、不同形狀的金屬粉末，達到了優 異的導電效果，通過添加本發明的玻璃粉之後，漿料的潤溼性、表面平滑性、相溶性、與印 刷電路板的結合強度等性能都有很大的改善；通過使用不同沸點及揮發速度的溶劑，使得 銀漿在印刷、烘乾等過程中逐次揮發，不易形成氣孔、裂縫等缺陷，使銀漿與印刷電路板連 接牢靠，提高連接強度；通過使用維生素 C，使得金屬粉末在高溫加工過程中不易被氧化， 保持良好的導電性。本發明銀漿的生產工藝獨特，能夠防止銀粉團聚，影響導電性。
【具體實施方式】
[0011] -種PCB電路板導電銀楽，由下列重量份（公斤）的原料製成：15nm銀粉7、5 μ m 銀粉35、含銀13%的片狀銀包銅粉18、矽烷偶聯劑KH-560 0. 2、玻璃粉10、聚乙烯吡咯烷酮 0. 7、聚乙烯醇縮丁醛8、乙基纖維素4、乙二醇7、鄰苯二甲酸酯3、乙酸異戊酯5、環己酮6、 二乙二醇乙醚醋酸酯3、維生素 C1. 5 ; 所述玻璃粉由下列重量份(公斤）的原料製成：硼砂16、Si027、Bi203 23、A1203 6、Li20 4、MgO 5、NaF 3、Ti024、ZnO 6、K20 1. 5、缺氧氧化鈰1. 5、霞石粉3、納米玉石粉3 ;製備方 法為：將硼砂、Si02、Bi203、A120 3、Li20、MgO、NaF、Ti02、ΖηΟ、Κ20、缺氧氧化鈰混合，放入坩 堝在1200°C加熱熔化成液體，攪拌均勻後進行真空脫泡，真空度為0. 13MPa，脫泡時間為7 分鐘，再倒入模具中定型，再進行水淬、送入球磨機中粉碎、過篩，得到3 μ m粉末，再與霞石 粉、納米玉石粉混合均勻，即得。
[0012] 所述的PCB電路板導電銀漿的製備方法，包括以下步驟： (1) 將鄰苯二甲酸酯、乙酸異戊酯、環己酮、二乙二醇乙醚醋酸酯混合，加入聚乙烯醇縮 丁醛、乙基纖維素，加熱至81°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入維生素 C攪拌均勻，用500目 的紗網過濾，除去雜質得到有機載體； (2) 將乙二醇與矽烷偶聯劑KH-560、聚乙烯吡咯烷酮混合，在6000轉/分攪拌下加入 15nm銀粉，攪拌15分鐘，再加入5 μ m銀粉、含銀13%的片狀銀包銅粉，攪拌15分鐘，再與 其他剩餘成分一起加入有機載體中，在球磨機中混合分散得到均勻的漿體； (3) 將步驟（2)得到的漿體進行真空脫泡，真空度為0. 08MPa，脫泡時間為7分鐘，然後 在三輥軋機中進行研磨、乳制，至銀漿細度達到4微米，即得。
[0013] 試驗數據： 將本實施例得到的銀漿用絲網印刷的方式印刷到PCB電路板上，然後升溫至630°C下 固化6分鐘形成導電線路，從而得到導電線路板。測得導電線路的布線寬度為0.6mm，平 均膜厚5μπι，布線間距為0.7_，電阻率為4·5Χ1(Γ 5Ω ·πι。
[0014] 按照上述方式批量生產導電線路板1000塊，導電線路與PCB電路板結合良好， 線條清晰，連續，有5塊電路板的導電線路從承印物上脫落，成品率99.5%。
【權利要求】
1. 一種PCB電路板導電銀漿，其特徵在於由下列重量份的原料製成：10-20nm銀 粉5-10、1-10μπι銀粉30-40、含銀10-15%的片狀銀包銅粉15-20、矽烷偶聯劑KH-560 0. 2-0. 3、玻璃粉8-12、聚乙烯吡咯烷酮0. 5-1、聚乙烯醇縮丁醛7-9、乙基纖維素3-5、乙二 醇6-8、鄰苯二甲酸酯2-4、乙酸異戊酯4-6、環己酮5-7、二乙二醇乙醚醋酸酯2-4、維生素 C1-2 ； 所述玻璃粉由下列重量份的原料製成：硼砂15-17、Si026-9、Bi203 20-25、Α1203 5-8、 Li20 3-5、Mg03-6、NaF2-4、Ti023-6、Ζη04-7、Κ201-2、缺氧氧化鈰 1-2、霞石粉 2-4、納米玉 石粉 2-5 ;製備方法為：將硼砂、Si02、Bi203、A1203、Li 20、MgO、NaF、Ti02、ΖηΟ、Κ20、缺氧氧 化鈰混合，放入坩堝在1100-140(TC加熱熔化成液體，攪拌均勻後進行真空脫泡，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，再進行水淬、送入球磨機中粉 碎、過篩，得到2-6 μ m粉末，再與霞石粉、納米玉石粉混合均勻，即得。
2. 根據權利要求1所述的PCB電路板導電銀漿的製備方法，其特徵在於包括以下步 驟： (1) 將鄰苯二甲酸酯、乙酸異戊酯、環己酮、二乙二醇乙醚醋酸酯混合，加入聚乙烯醇 縮丁醛、乙基纖維素，加熱至80-82°C，攪拌至樹脂全部溶解，再加入維生素 C攪拌均勻，用 500目的紗網過濾，除去雜質得到有機載體； (2) 將乙二醇與矽烷偶聯劑KH-560、聚乙烯吡咯烷酮混合，在5000-7000轉/分攪拌下 加入10-20nm銀粉，攪拌10-20分鐘，再加入1-10 μ m銀粉、含銀10-15%的片狀銀包銅粉， 攪拌10-20分鐘，再與其他剩餘成分一起加入有機載體中，在球磨機中混合分散得到均勻 的漿體； (3) 將步驟（2)得到的漿體進行真空脫泡，真空度為0.06-0. 09MPa，脫泡時間為6-9 分鐘，然後在三輥軋機中進行研磨、乳制，至銀漿細度達到3-5微米，即得。
【文檔編號】H01B1/22GK104143377SQ201410303655
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】柏萬春, 嚴正平, 柏寒 申請人:永利電子銅陵有限公司