CN105788700A - 一种用于pcb贯孔的快干型银浆及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种用于PCB贯孔的快干型银浆及其制备方法,该银浆的原料包括以下组分和重量份含量:金属银粉60-75;高分子树脂5-10;有机添加剂0.5-3;有机溶剂25-35。称取高分子树脂及有机溶剂倒入溶解釜中,搅拌至透明状态后,用300-400目聚酯网进行过滤除杂,得到载体;称取金属银粉、载体、有机添加剂将其置于高速分散机中进行高速分散,得到均匀的浆体,将上述浆体在三辊轧机中进行研磨,通过轧机间隙的调节使银浆细度达到15μm以下,通过溶剂的微调使银浆的粘度在10-20Pa·S范围内,用300目不锈钢网进行过滤,制的PCB贯孔的快干型银浆。与现有技术相比,本发明制备得到产品可快速干燥,不用高温固化,生产效率高。

Description

一种用于PCB贯孔的快干型银浆及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及PCB板用银浆,尤其是涉及一种用于PCB贯孔的快干型银浆及其制备 方法。
背景技术
[0002] 随着PCB板加工技术的日趋成熟,使得印制板朝着高精度、细线化、高密的SMT组 装方向发展。价格的界限和利润也在逐步缩减,银浆贯孔新技术的产生,为降低PCB板的成 本和提高利润指明了一个方向。而陈旧的沉铜、电镀流程正逐步被环保、成本价格高所限 制。这种银导电浆料是通过导电印料的丝网漏印达到双面印制线路板连接技术。这种银导 电浆料在更多的电子领域被采纳和吸收。简单和快捷的生产方式,有效的互连孔连接技术, 绿色环保型加工方法,给PCB产业带来了福音。
[0003] 目前PCB贯孔用的银浆在市场上大多被国外产品垄断,而且都是以150°C温度固 化为主,没有低温固化产品的出现。传统型PCB贯孔用的银浆是以高分子树脂以及专用固 化剂作为主要粘结剂,加入银粉作为导电介质。经过两道干燥固化过程,贯入连接层间通路 的线路板上,做导电用途。然而,其固化温度高、生产效率低已经不太适用了。
发明内容
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于PCB贯孔 的快干型银浆及其制备方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006] -种用于PCB贯孔的快干型银浆,其特征在于,该银浆的原料包括以下组分和重 量份含量:
[0007] 金属银粉 60-75;
[0008] 高分子树腊 5-10; 有机添加剂 0.5-3; 有机溶剂 15-36。
[0009] 所述的金属银粉为片状微米银粉和球状纳米银粉按重量比2 :1混合的混合物,所 述的片状微米银粉的粒径为4-7 μ m,振实密度为2. 3-3. Og/ml,所述的球状纳米银粉的粒 径为100-300nm,振实密度为2. 6-3. Og/ml。选用的球状纳米银粉有较小的粒径,能与粒径 大的片状银粉成为良好的搭接相,可以大幅度降低电阻,并增加与PCB基材的附着力。
[0010] 所述的高分子树脂是聚氨酯树脂。聚氨脂树脂主链含NHC00重复会有单元,由于 含强极性的氨基甲酸酯基,具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性,可以同银 粉制得适应较宽温度范围的复合材料。
[0011] 所述的有机添加剂包括以下重量份组分:固化剂0. 1~0. 5、增稠剂0. 1~0. 5、增 硬剂〇. 1~〇. 5、硅烷偶联剂0. 05~0. 5、流平剂0. 15~1。
[0012] 所述的固化剂为封闭性固化剂,该种固化剂为六亚甲基二异氰酸酯,异氰酸基含 量为15% -17%,该固化剂能有效提高银浆的耐磨性、耐溶剂性以及耐化学性;所述的增稠 剂为气相二氧化硅,该种气相二氧化硅堆积密度为50g/L,平均粒径为12纳米,二氧化硅纯 度大于99. 8 %,该二氧化硅能够有效地防止银浆流挂、沉降;所述的增硬剂是导电石墨,该 种导电石墨的比表面积为125m2/g,平均粒径20-30纳米,吸油量150,它能够有效地提高银 浆烘烤完的耐磨性能;所述的硅烷偶联剂是KH550、KH560、KH570中的一种或几种;所述的 流平剂是机硅树脂,该有机硅树脂为甲基硅树脂,该有机硅树脂能增加银浆的流平性能。
[0013] 所述的有机溶剂是甲乙酮、乙二醇乙醚醋酸酯、异佛尔酮、二价酸酯中的一种或几 种。
[0014] 用于PCB贯孔的快干型银浆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0015] (1)载体的配制:先将高分子树脂与有机溶剂一起加入溶解釜中,溶解釜温度为 室温条件,搅拌速度2000r/min,搅拌5-6小时。直至高分子树脂完全溶解在有机溶剂中,无 树脂的颗粒感。静置2h,再用300~400目聚酯网进行过滤除杂,即制得载体;将高分子数 值与有机溶剂先制成载体,可使得流动性好的树脂载体与银粉更好的互相混合。
[0016] (2)银浆的配制:称取金属银粉、载体、有机添加剂将其置于高速分散机中进行高 速分散,分散速度为2000r/min,分散20-30分钟,直至分散均匀无粉状颗粒感,得到分散均 匀的浆体;
[0017] (3)银浆料的生产:将上述浆体在三辊乳机中进行研磨,将三辊研磨机的辊筒转 速调为70r. p. m、压力值控制在3±0. 25MPa,乳辊4-5遍达到充分研磨的效果,直至银浆细 度达到15 μπι以下。通过溶剂的微调使银浆的粘度在10-20Pa *S范围内,用300目不锈钢 网进行过滤,制得PCB贯孔的快干型银浆。
[0018] 步骤(2)所述的高速分散机的分散速度为2000r/min。
[0019] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0020] (1)加工方法简便,技术容易掌握;
[0021] (2)不含R0SH禁用物质,属于环保型浆料;
[0022] (3)可用FR-1的酚醛纸基板代替CEM-3、FR-4的环氧玻璃布板,节约基材成本;
[0023] (4)采用物理方法贯孔,节约了双面板制作时需用的大量水、电、热等能源;
[0024] (5)节省了大量的贵重金属如铜、镍、金、锡、铅等,且无三废污染;
[0025] (6)适合大批量流水作业,缩短了双面板的生产周期;
[0026] (7)本发明不采用传统的固化剂,而是将高分子树脂和有机溶剂先制成载体,然后 将具有特殊配方的银粉负载在载体上,由于高分子树脂能够有效粘结无机相与有机相,所 以即使不加入粘结剂,也可以负载牢固,在低温下即可固话,使其应用范围更广,而且由于 不需要加入固化剂,而且采用三辊乳机进行研磨,一方面可以实现快速干燥,从而提高生产 效率,另一方面可更方便地用于PCB贯孔,导电效果更好。
具体实施方式
[0027] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0028] 实施例1
[0029] (1)备料:按照以下组分备料:金属银粉30kg、高分子树脂4kg、有机添加剂1kg、 有机溶剂15kg。所用的金属银粉为微米银粉以及纳米银粉,其中金属银粉包含微米银粉 20kg,纳米银粉10kg,微米银粉的粒径为5 μm,振实密度为2. 5g/ml,纳米银粉的粒径为 135nm,振实密度为2. 8g/ml。所用的高分子树脂为聚氨脂树脂。所用的有机添加剂中含 有封闭性固化剂0. 2kg,增稠剂气相二氧化硅0. 2kg,增硬剂导电石墨0. 2kg,硅烷偶联剂 KH5500. lkg,流平剂有机硅树脂0. 3kg。所用的有机溶剂中含甲乙酮2kg,乙二醇乙醚醋酸 酯2kg,异佛尔酮3kg,二价酸酯8kg
[0030] (2)载体的配置:称取聚氨脂树脂以及所有有机溶剂,然后将其倒入溶解釜中,开 启电源将其搅拌,常温搅拌6小时,待载体呈透明状后静置2小时,将其用400目网布进行 过滤除杂,得到载体。
[0031] (3)银浆的配置:称取金属银粉、载体、有机添加剂,将其置于高速分散机中高速 分散,分散速度为2000r/min,分散30分钟,分散得到均匀的浆体。
[0032] (4)银浆的生产:将上述浆体在三辊乳机中进行研磨,将三辊研磨机的辊筒转速 调为70r. p. m、压力值控制在3MPa,乳辊5遍达到充分研磨的效果,直至银浆细度达到12微 米,通过溶剂的微调使粘度为15Pa · S,最终制得PCB贯孔的快干型银浆。
[0033] 实施例2
[0034] (1)备料:按照以下组分备料:金属银粉36kg、高分子树脂4. 8kg、有机添加剂 1. 2kg、有机溶剂18kg。所用的金属银粉为微米银粉以及纳米银粉,其中金属银粉包含微米 银粉24kg,纳米银粉12kg,微米银粉的平均粒径为5. 8 μ m,振实密度为2. 6g/ml,纳米银粉 的粒径为165nm,振实密度为2. 7g/ml。所用的高分子树脂为聚氨脂树脂。所用的有机添加 剂中含有封闭性固化剂〇. 24kg,增稠剂气相二氧化硅0. 24kg,增硬剂导电石墨0. 24kg,硅 烷偶联剂KH5500. 12kg,流平剂有机硅树脂0. 36kg。所用的有机溶剂中含甲乙酮2. 4kg,乙 二醇乙醚醋酸酯2. 4kg,异佛尔酮3. 6kg,二价酸酯9. 6kg
[0035] (2)载体的配置:称取聚氨脂树脂以及所有有机溶剂,然后将其倒入溶解釜中,开 启电源将其搅拌,常温搅拌5. 5小时,待载体呈透明状后静置2小时,将其用400目网布进 行过滤除杂,得到载体。
[0036] (3)银浆的配置:称取金属银粉、载体、有机添加剂,将其置于高速分散机中高速 分散,分散速度为2000r/min,分散30分钟,得到均匀的浆体。
[0037] (4)银浆的生产:将上述浆体在三辊乳机中进行研磨,将三辊研磨机的辊筒转速 调为70r. p. m、压力值控制在3MPa,乳辊5遍达到充分研磨的效果,直至银浆细度达到13微 米,通过溶剂的微调使粘度为16Pa · S,最终制得PCB贯孔的快干型银浆。
[0038] 实施例3
[0039] (1)备料:按照以下组分备料:金属银粉15kg、高分子树脂2kg、有机添加剂 〇. 5kg、有机溶剂7. 5kg。所用的金属银粉为微米银粉以及纳米银粉,其中金属银粉包含微米 银粉l〇kg,纳米银粉5kg,微米银粉的平均粒径为6. 0 μ m,振实密度为2. 3g/ml。所用的高 分子树脂为聚氨脂树脂。所用的有机添加剂中含有封闭性固化剂〇. lkg,增稠剂气相二氧化 硅0. lkg,增硬剂导电石墨0. lkg,硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570共0. 05kg,流平剂有机 娃树脂〇. 15kg。所用的有机溶剂中含甲乙酮lkg,乙二醇乙醚醋酸酯lkg,异佛尔酮1. 5kg, 二价酸酯4kg
[0040] (2)载体的配置:称取聚氨脂树脂以及所有有机溶剂,然后将其倒入溶解釜中,开 启电源将其搅拌,常温搅拌6小时,待载体呈透明状后静置2小时,将其用300-400目网布 进行过滤除杂,得到载体。
[0041] (3)银浆的配置:称取金属银粉、载体、有机添加剂,将其置于高速分散机中高速 分散,分散速度为2000r/min,分散30分钟,得到均匀的浆体。
[0042] (4)银浆的生产:将上述浆体在三辊乳机中进行研磨,将三辊研磨机的辊筒转速 调为70r. p. m、压力值控制在3MPa,乳辊5遍达到充分研磨的效果,直至银浆的细度达到12 微米,通过溶剂的微调使粘度为16Pa · S,最终制得PCB贯孔的快干型银浆。
[0043] 实施例4
[0044] (1)备料:按照以下组分备料:金属银粉60kg、高分子树脂10kg、有机添加剂 0. 5kg、有机溶剂乙二醇乙醚醋酸酯25kg。所述的金属银粉为片状微米银粉和球状纳米银 粉按重量比2 :1混合的混合物,所述的片状微米银粉的粒径为4 μ m,振实密度为2. 3g/ml, 所述的球状纳米银粉的粒径为l〇〇nm,振实密度为2. 6g/ml。所述的高分子树脂是聚氨酯树 月旨。所述的有机添加剂包括以下重量份组分:固化剂〇. 1、增稠剂〇. 1、增硬剂〇. 1、硅烷偶 联剂0. 05、流平剂0. 15。所述的固化剂为封闭性固化剂;所述的增稠剂为气相二氧化硅;所 述的增硬剂是导电石墨;所述的硅烷偶联剂是KH570 ;所述的流平剂是机硅树脂。
[0045] (2)载体的配置:称取聚氨脂树脂以及所有有机溶剂,然后将其倒入溶解釜中,开 启电源将其搅拌,常温搅拌6小时,待载体呈透明状后静置2小时,将其用300-400目网布 进行过滤除杂,得到载体。
[0046] (3)银浆的配置:称取金属银粉、载体、有机添加剂,将其置于高速分散机中高速 分散,分散速度为2000r/min,分散30分钟,得到均匀的浆体。
[0047] (4)银浆的生产:将上述浆体在三辊乳机中进行研磨,将三辊研磨机的辊筒转速 调为70r. p. m、压力值控制在3MPa,乳辊5遍达到充分研磨的效果,,使得银浆的细度达到10 微米,通过溶剂的微调使粘度为l〇Pa *S,用300目不锈钢网进行过滤,制的PCB贯孔的快干 型银浆。
[0048] 实施例5
[0049] (1)备料:按照以下组分备料:金属银粉65kg、高分子树脂7kg、有机添加剂3kg、 有机溶剂35kg。所述的金属银粉为片状微米银粉和球状纳米银粉按重量比2 :1混合的混 合物,所述的片状微米银粉的粒径为7 μ m,振实密度为3. Og/ml,所述的球状纳米银粉的粒 径为300nm,振实密度为3. Og/ml。所述的高分子树脂是聚氨酯树脂。所述的有机添加剂包 括以下重量份组分:固化剂0. 5、增稠剂0. 5、增硬剂0. 5、硅烷偶联剂0. 5、流平剂1。所述 的固化剂为封闭性固化剂;所述的增稠剂为气相二氧化硅;所述的增硬剂是导电石墨;所 述的硅烷偶联剂是KH550 ;所述的流平剂是机硅树脂。
[0050] (2)载体的配置:称取聚氨脂树脂以及所有有机溶剂,然后将其倒入溶解釜中,开 启电源将其搅拌,常温搅拌6小时,待载体呈透明状后静置2小时,将其用300-400目网布 进行过滤除杂,得到载体。
[0051] (3)银浆的配置:称取金属银粉、载体、有机添加剂,将其置于高速分散机中高速 分散,分散速度为2000r/min,分散30分钟,得到均匀的浆体。
[0052] (4)银浆的生产:将上述浆体在三辊乳机中进行研磨,将三辊研磨机的辊筒转速 调为70r. p. m、压力值控制在3MPa,乳辊5遍达到充分研磨的效果,使得银浆的细度达到11 微米,通过溶剂的微调使粘度为20Pa *S,用300目不锈钢网进行过滤,制的PCB贯孔的快干 型银浆。

Claims (7)

1. 一种用于PCB贯孔的快干型银浆,其特征在于,该银浆的原料包括以下组分和重量 份含量: 金属银粉 60-75; 高分子树脂 5-]崩 有机添加剂 0.5-3; 有机溶剂 15-36。
2. 根据权利要求1所述的一种用于PCB贯孔的快干型银浆,其特征在于,所述的金属银 粉为片状微米银粉和球状纳米银粉按重量比2:1混合的混合物,所述的片状微米银粉的粒 径为4-7ym,振实密度为2. 3-3.Og/ml,所述的球状纳米银粉的粒径为100-300nm,振实密 度为 2. 6-3.Og/ml。
3. 根据权利要求1所述的一种用于PCB贯孔的快干型银浆,其特征在于,所述的高分子 树脂是聚氨酯树脂。
4. 根据权利要求1所述的一种用于PCB贯孔的快干型银浆,其特征在于,所述的有机添 加剂包括以下重量份组分:固化剂〇. 1~〇. 5、增稠剂0. 1~0. 5、增硬剂0. 1~0. 5、硅烷 偶联剂〇• 05~0• 5、流平剂0• 15~1。
5.根据权利要求4所述的一种用于PCB贯孔的快干型银浆,其特征在于,所述的固化剂 为封闭性固化剂,包括六亚甲基二异氰酸酯,异氰酸基含量为15% -17% ;所述的增稠剂为 气相二氧化硅,该种气相二氧化硅堆积密度为50g/L,平均粒径为12纳米,二氧化硅纯度大 于99. 8%;所述的增硬剂是导电石墨,该种导电石墨的比表面积为125m2/g,平均粒径20-30 纳米,吸油量150 ;所述的硅烷偶联剂是KH550、KH560、KH570中的一种或几种;所述的流平 剂是机娃树脂,该有机娃树脂为甲基娃树脂。
6. 根据权利要求1所述的一种用于PCB贯孔的快干型银浆,其特征在于,所述的有机溶 剂是甲乙酮、乙二醇乙醚醋酸酯、异佛尔酮、二价酸酯中的一种或几种。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的用于PCB贯孔的快干型银浆的制备方法,其特征在 于,包括以下步骤: (1) 载体的配制:先将高分子树脂与有机溶剂一起加入溶解釜中,溶解釜温度为室温 条件,搅拌速度2000r/min,搅拌5-6小时,直至高分子树脂完全溶解在有机溶剂中,无树脂 的颗粒感,静置2h,再用300~400目聚酯网进行过滤除杂,即制得载体; (2) 银浆的配制:称取金属银粉、载体、有机添加剂将其置于高速分散机中进行高速分 散,分散速度为2000r/min,分散20-30分钟,直至分散均匀无粉状颗粒感,得到分散均匀的 浆体; (3)银浆料的生产:将上述浆体在三辊乳机中进行研磨,将三辊研磨机的辊筒转速调 为70r.p.m、压力值控制在3±0. 25MPa,乳辊4-5遍达到充分研磨的效果,直至银浆细度达 到15ym以下,通过溶剂的微调使银浆的粘度在10-20Pa•S范围内,用300目不锈钢网进 行过滤,制的PCB贯孔的快干型银浆。
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