CN104078093A - 一种高强度pcb电路板导电银浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强度PCB电路板导电银浆,由下列重量份的原料制成:氧化锡锑10-20、硫酸钙晶须2-4、微米级银粉50-60、碳化钽晶须4-6、乌洛托品1-2、玻璃粉7-10、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯1-2、E-12环氧树脂8-12、异氰酸酯2-3、二乙二醇3-5、三乙酸甘油酯5-7、衣康酸1-2、松油醇4-6;本发明的银浆通过添加硫酸钙晶须、碳化钽晶须,增加了印刷电路的强度,不易脱落、断裂;通过添加氧化锡锑,保证了优异的导电性的同时,节约了银粉用量,所制备的银浆成本低、导电性能优异、分散性好;通过使用本发明玻璃粉,熔点低,易固化成型,不影响导电性能。
Description
技术领域
本发明属于电子浆料技术领域,尤其涉及一种高强度PCB电路板导电银浆及其制备方法。
背景技术
在现代微电子工业中,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,印刷电路板 (PCB) 就是适合微电子工业的这种需求而诞生的,相应的就需求新的要求的导体浆料、电极浆料、介质浆料与电阻浆料、灌孔浆料等电子浆料与印刷电路板 (PCB) 相匹配,开展新的导体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,有的甚至没有 ;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、薄膜开关等电子元器件的生产。但是,银是贵重金属,成本较高,而且现有的银浆料中的银粉末大部分是微米级的粉末,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;另一方面,以往印刷电路板多采用印刷导电铜浆制成导电线路,但是存在着导电铜浆易被氧化,降低了印刷电路板的使用寿命,导电铜浆也不能印刷成比较精细的线路。因此需要研究导电浆料中金属粉末的大小、形状、种类以实现降低成本、提高导电率、提高印刷精密性的目的。
导电银浆中的粘结剂对于电路印刷的成品率有很大影响,例如粘度、粘结性、附着力、流平性、成膜性、溶剂的挥发性等都会对电路的印刷性能造成影响,出现气孔,断路等现象,还有些时候会出现有机物挥发完成之后玻璃相尚未开始融化,导致导电线路从承印物上脱落的现象,使导电线路报废,因此有机粘结剂的性能需要提高。
目前很多无机粘结剂采用玻璃粉,玻璃粉由金属氧化物、氧化硅等材料制成,如果熔点过高,也出现有机物挥发完成之后玻璃相尚未开始融化,导致由导电银浆获得的导电线路从承印物上脱落的现象,使导电线路报废;而且目前的玻璃粉中很多含有铅等有害物质,对环境不利,因此需要研制性能更加优异的玻璃粉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度PCB电路板导电银浆及其制备方法,该银浆强度高,不易脱落、断裂,节约了银粉用量,所制备的银浆成本低、导电性能优异、分散性好。
本发明的技术方案如下:
一种高强度PCB电路板导电银浆,其特征在于由下列重量份的原料制成:氧化锡锑10-20、硫酸钙晶须2-4、微米级银粉50-60、碳化钽晶须4-6、乌洛托品1-2、玻璃粉7-10、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯1-2、E-12环氧树脂8-12、异氰酸酯2-3、二乙二醇3-5、三乙酸甘油酯5-7、衣康酸1-2、松油醇4-6;
所述玻璃粉由下列重量份的原料制成:SiO2 10-13、V2O5 15-18、Sb2O3 5-7、气相三氧化二铝2-4、活性氧化铝15-18、P2O5 4-6、缺氧氧化铈3-6、MgO2-3、四针状氧化锌晶须2-4;制备方法为:将SiO2、V2O5、Sb2O3、气相三氧化二铝、活性氧化铝、P2O5、缺氧氧化铈、MgO混合,放入坩埚在1100-1400℃加热熔化成液体,再加入四针状氧化锌晶须,搅拌均匀后进行真空脱泡,真空度为 0.10-0.14MPa,脱泡时间为 6-9 分钟,再倒入模具中定型,再进行水淬、送入球磨机中粉碎、过筛,得到7-10μm粉末,即得。
所述的高强度PCB电路板导电银浆的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将异氰酸酯、二乙二醇、三乙酸甘油酯、衣康酸、松油醇混合,加入E-12环氧树脂,加热至80-82℃,搅拌至树脂全部溶解,再加入硫酸钙晶须、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯搅拌均匀,用 500目的纱网过滤,除去杂质得到有机载体 ;
(2)将玻璃粉、氧化锡锑混合,在5000-7000转/分搅拌下加入微米级银粉,搅拌 10-20分钟,再加入碳化钽晶须,搅拌10-20分钟,再与其他剩余成分一起加入有机载体中,在球磨机中混合分散30-50分钟,再超声分散6-8分钟,得到均匀的浆体 ;
(3)将步骤(2)得到的浆体进行真空脱泡,真空度为 0.06-0.09MPa,脱泡时间为 6-9 分钟,然后在三辊轧机中进行研磨、轧制,至银浆粘度为10000-20000 厘泊,即得。
本发明的有益效果
本发明的银浆通过添加硫酸钙晶须、碳化钽晶须,增加了印刷电路的强度,不易脱落、断裂;通过添加氧化锡锑,保证了优异的导电性的同时,节约了银粉用量,所制备的银浆成本低、导电性能优异、分散性好;通过使用本发明玻璃粉,熔点低,易固化成型,不影响导电性能。
具体实施方式
一种高强度PCB电路板导电银浆,由下列重量份(公斤)的原料制成:氧化锡锑15、硫酸钙晶须3、微米级银粉55、碳化钽晶须5、乌洛托品1.5、玻璃粉8、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯1.5、E-12环氧树脂10、异氰酸酯2.5、二乙二醇4、三乙酸甘油酯6、衣康酸1.6、松油醇5;
所述玻璃粉由下列重量份(公斤)的原料制成:SiO2 11、V2O5 17、Sb2O3 6、气相三氧化二铝3、活性氧化铝17、P2O5 5、缺氧氧化铈4、MgO2.5、四针状氧化锌晶须3;制备方法为:将SiO2、V2O5、Sb2O3、气相三氧化二铝、活性氧化铝、P2O5、缺氧氧化铈、MgO混合,放入坩埚,在1300℃加热熔化成液体,再加入四针状氧化锌晶须,搅拌均匀后进行真空脱泡,真空度为 0.12MPa,脱泡时间为 7 分钟,再倒入模具中定型,再进行水淬、送入球磨机中粉碎、过筛,得到9μm粉末,即得。
所述的高强度PCB电路板导电银浆的制备方法,包括以下步骤:
(1)将异氰酸酯、二乙二醇、三乙酸甘油酯、衣康酸、松油醇混合,加入E-12环氧树脂,加热至81℃,搅拌至树脂全部溶解,再加入硫酸钙晶须、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯搅拌均匀,用 500目的纱网过滤,除去杂质得到有机载体 ;
(2)将玻璃粉、氧化锡锑混合,在6000转/分搅拌下加入微米级银粉,搅拌 15分钟,再加入碳化钽晶须,搅拌15分钟,再与其他剩余成分一起加入有机载体中,在球磨机中混合分散40分钟,再超声分散7分钟,得到均匀的浆体 ;
(3)将步骤(2)得到的浆体进行真空脱泡,真空度为 0.07MPa,脱泡时间为 7分钟,然后在三辊轧机中进行研磨、轧制,至银浆粘度为16000 厘泊,即得。
试验数据:
将本实施例得到的银浆用丝网印刷的方式印刷到PCB电路板上,然后升温至640℃下固化 6分钟形成导电线路,从而得到导电线路板。测得导电线路的布线宽度为 0.7mm,平均膜厚 5μm,布线间距为 0.6mm,电阻率为 4.8×10-5Ω·m。
按照上述方式批量生产导电线路板 1000 块,导电线路与PCB电路板结合良好,线条清晰,连续,没有电路板的导电线路从承印物上脱落,成品率 100%。
Claims (2)
1.一种高强度PCB电路板导电银浆,其特征在于由下列重量份的原料制成:氧化锡锑10-20、硫酸钙晶须2-4、微米级银粉50-60、碳化钽晶须4-6、乌洛托品1-2、玻璃粉7-10、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯1-2、E-12环氧树脂8-12、异氰酸酯2-3、二乙二醇3-5、三乙酸甘油酯5-7、衣康酸1-2、松油醇4-6;
所述玻璃粉由下列重量份的原料制成:SiO2 10-13、V2O5 15-18、Sb2O3 5-7、气相三氧化二铝2-4、活性氧化铝15-18、P2O5 4-6、缺氧氧化铈3-6、MgO2-3、四针状氧化锌晶须2-4;制备方法为:将SiO2、V2O5、Sb2O3、气相三氧化二铝、活性氧化铝、P2O5、缺氧氧化铈、MgO混合,放入坩埚在1100-1400℃加热熔化成液体,再加入四针状氧化锌晶须,搅拌均匀后进行真空脱泡,真空度为 0.10-0.14MPa,脱泡时间为 6-9 分钟,再倒入模具中定型,再进行水淬、送入球磨机中粉碎、过筛,得到7-10μm粉末,即得。
2.根据权利要求1所述的高强度PCB电路板导电银浆的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将异氰酸酯、二乙二醇、三乙酸甘油酯、衣康酸、松油醇混合,加入E-12环氧树脂,加热至80-82℃,搅拌至树脂全部溶解,再加入硫酸钙晶须、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯搅拌均匀,用 500目的纱网过滤,除去杂质得到有机载体 ;
(2)将玻璃粉、氧化锡锑混合,在5000-7000转/分搅拌下加入微米级银粉,搅拌 10-20分钟,再加入碳化钽晶须,搅拌10-20分钟,再与其他剩余成分一起加入有机载体中,在球磨机中混合分散30-50分钟,再超声分散6-8分钟,得到均匀的浆体 ;
(3)将步骤(2)得到的浆体进行真空脱泡,真空度为 0.06-0.09MPa,脱泡时间为 6-9 分钟,然后在三辊轧机中进行研磨、轧制,至银浆粘度为10000-20000 厘泊,即得。
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