CN102426872B - 一种键盘线路用低温固化银浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种键盘线路用低温固化银浆及其制备方法，其特点是，按质量百分含量计组成为：银粉5～20％、有机载体25～50％、添加剂6～20％，余量为银包铜粉。本发明用最新开发的银包铜粉取代部分现有低温固化银浆料中的纯银粉末，既改变了银浆料的微观结构，同时降低了银含量，从而改变了浆料的导电性能、印刷性能和连接牢靠性，同时降低了成本，扩展了银浆料在键盘线路中的应用。按照本发明方法制备的键盘线路用低温固化银浆的导电性能、接触性能、连接性能优良；本发明通过调整各种无机成分与有机成分的含量，可以与印刷基板相适应，达到使产品性能更加优良的效果，保证了产品的质量稳定。

Description

一种键盘线路用低温固化银浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种键盘线路用低温固化银浆及其制备方法。

背景技术

随着微电子技术的发展，人们对电子元器件要求越来越高，生产多采用流程化、标准化来进行以降低成本，键盘线路的印刷就是随着电子计算机工业的这种需求而诞生的，相应的就需求新的要求的低温固化浆料与键盘线路的印刷相匹配，开展新的低温固化浆料的研究也就势在必行。

一般来讲，电子浆料的主要成分包括有功能相如金属、贵金属粉末等、无机粘结剂如玻璃粉末、氧化物粉末等、有机粘结剂、其它的溶剂和添加剂。通常，电子浆料中的功能相起导电作用，要具有很好的导电性能，一般由金属粉末或贵金属粉末来充当，常用的金属粉末有铜粉、铝粉、锌粉、镍粉等，常用的贵金属粉有金粉、银粉、铂粉、钯粉等。无机粘结剂起固定电子浆料到基材的作用，一般由氧化物粉末和玻璃粉末来充当，但是这一成分在电子浆料的比重比较低，在低温固化银浆中甚至没有；有机粘结剂主要起使浆料具有一定的形状、易于印刷或涂敷的作用，主要有高分子树脂、小分子树脂等来充当，随着化学工业技术的进步这部分在电子浆料中的作用越来越突出，尤其是在应用于丝网印刷时，改变有机粘结剂的成分就可以改变电子浆料的印刷、干燥、烧结性能。

在现有的电子浆料领域里，银系浆料具有导电率高，性能稳定，与基板结合强度大等特点，广泛应用于集成电路、多芯片组件、薄膜开关、键盘线路等电子元器件的生产。但是，现有的银浆料中的银粉末大部分是微米基的粉末，其制成的浆料的膜层厚度、印刷性能等对于现在的高端的精密仪器有很大的局限性，这就限制了银导体浆料的应用范围；另一方面，以往键盘线路多采用纯银制成导电线路，随着银价的高企，存在着成本较高的问题。鉴于以上现有银浆料存在的不足，开发出一种键盘线路用低温固化银浆并能大规模生产就成为当务之急。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种导电性能好、附着力强、稳定性好、不易氧化的键盘线路用低温固化银浆；

本发明的目的之二是提供一种上述银浆的制备方法。

一种键盘线路用低温固化银浆，其特别之处在于，按质量百分含量计组成为：银粉5～20％、有机载体25～50％、添加剂6～20％，余量为银包铜粉。

其中银粉为粒径为1～10μm的片状银粉，银包铜粉为含银量10％、粒径1～10μm的银包铜粉。

其中有机载体为按质量百分比将10～60％的聚氨酯树脂或酚醛树脂溶入40～90％的丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯或三丙二醇丁醚醋酸酯中，在60-90℃温度条件下恒温加热至完全溶解，经300目筛网过滤、冷却得到的有机载体。

其中添加剂由分散剂、消泡剂和溜平剂组成，三者的用量比例按重量计为1-3∶1∶1-3，其中分散剂选择磷酸三酯、醋酸乙酯和氢化乳酸三磷脂中的至少一种，消泡剂选择轻质碳酸钙、三甘油酯和氢化蓖麻油中的至少一种，溜平剂选择十二烷基磺酸钠、二甲基硅油和Span-60中的至少一种。

一种键盘线路用低温固化银浆的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)粉末混合：首先按权利要求1至4中任意一项的配比称量银粉、银包铜粉，然后再把称量好的银粉和银包铜粉混合在一起，备用；

(2)有机载体的制备：按质量百分比将10～60％的聚氨酯树脂或酚醛树脂溶入40～90％的丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯或三丙二醇丁醚醋酸酯中，在60-90℃温度条件下恒温加热至完全溶解，经300目筛网过滤、冷却得到的有机载体。；

(3)混料：按权利要求1至4中任意一项的配比把银粉和银包铜粉的混合物加入到上一步骤制备的有机载体中，然后按质量比加入添加剂，充分搅拌直到混合均匀为止，然后经300目筛网过滤得到初步的浆料；

(4)辊轧：把得到的初步的浆料辊轧到小于等于5μm的细度为止，然后经过350目的筛网过滤即得到银浆。

步骤(3)中使用行星式搅拌机进行搅拌，步骤(4)中使用三辊轧机进行5～10遍辊轧。

本发明用最新开发的银包铜粉取代部分现有低温固化银浆料中的纯银粉末，既改变了银浆料的微观结构，同时降低了银含量，从而改变了浆料的导电性能、印刷性能和连接牢靠性，同时降低了成本，扩展了银浆料在键盘线路中的应用。按照本发明方法制备的键盘线路用低温固化银浆的导电性能、接触性能、连接性能优良；本发明通过调整各种无机成分与有机成分的含量，可以与印刷基板相适应，达到使产品性能更加优良的效果，保证了产品的质量稳定。

具体实施方式

本发明的低温固化银浆及其制备过程的主要优点在于以下几个方面：

1、上述的导体浆料主要以银粉和银包铜粉作为功能相，一方面是由于银包铜粉是一种比较新颖的复合金属粉末，价格比较便宜，易被人们所接受，尤其是使用在民用电子元器件、高精密仪器等环境要求不是很苛刻的场合；另一方面银包铜粉具有优良的性能，既降低了银粉的成本，又提高了银浆的导电性能，与基板附着力强，能较好地连接键盘线路上的各种组件；最后，国内外对银包铜粉的研究开展的比较积极，国内也相继有成熟的符合要求的高质量的银包铜粉推向市场。

2、结合以往的导体浆料的物理化学性能并对其进行分析，加入一定的无机添加剂，浆料的润湿性、表面平滑性、相溶性、与印刷基板板的结合强度等性能都有很大的改善。

3、本发明中的有机溶剂载体是将不同沸点及挥发速度的溶剂按照一定比例配置在一起，使低温固化银浆在印刷、溜平、烘干等过程中逐次挥发，不宜形成气孔、裂缝等缺陷，提高键盘线路的稳定性。

实施例1：

一种键盘线路用低温固化银浆，其具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的：

首先按照质量百分比准备以下原料：

银粉5％、银包铜粉60％、有机载体25％、添加剂10％；

上述的银粉为粒径为1～10μm的片状银粉，银包铜粉为含银量为10％、粒径为1～10μm的银包铜粉(无形状要求)。所述添加剂为分散剂、消泡剂和溜平剂，三者按重量计比例为1∶1∶1，其中分散剂选择醋酸乙酯；消泡剂选择有轻质碳酸钙；溜平剂选择十二烷基磺酸钠。

按照如下工艺过程制备浆料：

1)粉末混合：首先按质量百分比称量粒径为1～10μm的片状银粉、含银量为10％的粒径为1～10μm的银包铜粉，然后再把称量好的银粉、银包铜粉混合在一起，备用；

2)有机载体的制备：按质量百分比将30％的聚氨酯树脂溶入70％的丙二醇甲醚醋酸酯中，在70℃条件下恒温加热至完全溶解，经300目筛网过滤、冷却得到有机载体；

3)混料：按照前述质量百分比把称量的银粉、银包铜粉的混合物加入到上述制备的有机载体中，然后按质量比加入添加剂，充分搅拌直到混合均匀为止，然后经300目筛网过滤得到初步的浆料；

4)辊轧：把上述得到的初步的浆料用三辊轧机进行5遍辊轧，检查到小于等于5μm的细度为止，然后经过350目的筛网过滤得到浆料成品。

实施例2：

一种键盘线路用低温固化银浆，其具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的：

首先按照质量百分比准备以下原料：

银粉20％、银包铜粉30％、有机载体44％、添加剂6％；

上述的银粉为粒径为1～10μm的片状银粉，银包铜粉为含银量为10％、粒径为1～10μm的银包铜粉。所述添加剂为分散剂、消泡剂和溜平剂，三者按重量计比例为1∶2∶1，其中分散剂选择磷酸三酯；消泡剂选择有三甘油酯；溜平剂选择Span-60。

按照如下工艺过程制备浆料：

1)粉末混合：首先按质量百分比称量粒径为1～10μm的片状银粉、含银量为10％的粒径为1～10μm的银包铜粉，然后再把称量好的银粉、银包铜粉混合在一起，备用；

2)有机载体的制备：按质量百分比将10％的聚氨酯树脂溶入90％的二丙二醇甲醚醋酸酯中，在80℃条件下恒温加热至完全溶解，经300目筛网过滤、冷却得到有机载体；

3)混料：按照前述质量百分比把称量的银粉、银包铜粉的混合物加入到上述制备的有机载体中，然后按质量比加入添加剂，充分搅拌直到混合均匀为止，然后经300目筛网过滤得到初步的浆料；

4)辊轧：把上述得到的初步的浆料用三辊轧机进行7遍辊轧，检查到小于等于5μm的细度为止，然后经过350目的筛网过滤得到浆料成品。

实施例3：

一种键盘线路用低温固化银浆，其具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的：

首先按照质量百分比准备以下原料：

银粉10％、银包铜粉50％、有机载体32％、添加剂8％；

上述的银粉为粒径为1～10μm的片状银粉，银包铜粉为含银量为10％、粒径为1～10μm的银包铜粉。所述添加剂为分散剂、消泡剂和溜平剂，三者按重量计比例为2∶1∶3，其中分散剂选择氢化乳酸三磷；消泡剂选择氢化蓖麻油；溜平剂选择二甲基硅油。

按照如下工艺过程制备浆料：

1)粉末混合：首先按质量百分比称量粒径为1～10μm的片状银粉、含银量为10％的粒径为1～10μm的银包铜粉，然后再把称量好的银粉、银包铜粉混合在一起，备用；

2)有机载体的制备：按质量百分比将60％的酚醛树脂溶入40％的三丙二醇丁醚醋酸酯中，在85℃条件下恒温加热至完全溶解，经300目筛网过滤、冷却得到有机载体；

3)混料：按照前述质量百分比把称量的银粉、银包铜粉的混合物加入到上述制备的有机载体中，然后按质量比加入添加剂，充分搅拌直到混合均匀为止，然后经300目筛网过滤得到初步的浆料；

4)辊轧：把上述得到的初步的浆料用三辊轧机进行10遍辊轧，检查到小于等于5μm的细度为止，然后经过350目的筛网过滤得到浆料成品。

实施例4：

一种键盘线路用低温固化银浆，其具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的：

首先按照质量百分比准备以下原料：

银粉6％、银包铜粉35％、有机载体50％、添加剂9％；

上述的银粉为粒径为1～10μm的片状银粉，银包铜粉为含银量为10％、粒径为1～10μm的银包铜粉。所述添加剂为分散剂、消泡剂和溜平剂，三者按重量计比例为3∶1∶1，其中分散剂选择醋酸乙酯和磷酸三酯按1∶1混合得到的混合物；消泡剂选择有轻质碳酸钙和三甘油酯和氢化蓖麻油按1∶2∶1混合得到的混合物；溜平剂选择十二烷基磺酸钠和二甲基硅油按1∶2混合得到的混合物。

按照如下工艺过程制备浆料：

1)粉末混合：首先按质量百分比称量粒径为1～10μm的片状银粉、含银量为10％的粒径为1～10μm的银包铜粉，然后再把称量好的银粉、银包铜粉混合在一起，备用；

2)有机载体的制备：按质量百分比将20％的酚醛树脂溶入80％的丙二醇甲醚醋酸酯中，在75℃条件下恒温加热至完全溶解，经300目筛网过滤、冷却得到有机载体；

3)混料：按照前述质量百分比把称量的银粉、银包铜粉的混合物加入到上述制备的有机载体中，然后按质量比加入添加剂，充分搅拌直到混合均匀为止，然后经300目筛网过滤得到初步的浆料；

4)辊轧：把上述得到的初步的浆料用三辊轧机进行5遍辊轧，检查到小于等于5μm的细度为止，然后经过350目的筛网过滤得到浆料成品。

Claims (4)

1.一种键盘线路用低温固化银浆，其特征在于，按质量百分含量计组成为：银粉5～20%、有机载体25～50%、添加剂6～20%，余量为银包铜粉；

其中银粉为粒径为1～10μm的片状银粉，银包铜粉为含银量10%、粒径1～10μm的银包铜粉；

其中添加剂由分散剂、消泡剂和溜平剂组成，三者的用量比例按重量计为1-3:1:1-3，其中分散剂选择磷酸三酯、醋酸乙酯和氢化乳酸三磷脂中的至少一种，消泡剂选择轻质碳酸钙、三甘油酯和氢化蓖麻油中的至少一种，溜平剂选择十二烷基磺酸钠、二甲基硅油和Span-60中的至少一种。

2.如权利要求1所述的一种键盘线路用低温固化银浆，其特征在于：其中有机载体为按质量百分比将10～60%的聚氨酯树脂或酚醛树脂溶入40～90%的丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯或三丙二醇丁醚醋酸酯中，在60-90℃温度条件下恒温加热至完全溶解，经300目筛网过滤、冷却得到的有机载体。

3.一种键盘线路用低温固化银浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）粉末混合：首先按权利要求1或2的配比称量银粉、银包铜粉，然后再把称量好的银粉和银包铜粉混合在一起，备用；

（2）有机载体的制备：按质量百分比将10～60%的聚氨酯树脂或酚醛树脂溶入40～90%的丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯或三丙二醇丁醚醋酸酯中，在60-90℃温度条件下恒温加热至完全溶解，经300目筛网过滤、冷却得到的有机载体；

（3）混料：按权利要求1或2的配比把银粉和银包铜粉的混合物加入到上一步骤制备的有机载体中，然后按质量比加入添加剂，充分搅拌直到混合均匀为止，然后经300目筛网过滤得到初步的浆料；

（4）辊轧：把得到的初步的浆料辊轧到小于等于5μm的细度为止，然后经过350目的筛网过滤即得到银浆。

4.如权利要求3所述的一种键盘线路用低温固化银浆的制备方法，其特征在于：步骤（3）中使用行星式搅拌机进行搅拌，步骤（4）中使用三辊轧机进行5～10遍辊轧。