CN110534229A - 一种烧结温度低的导电银浆及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结温度低的导电银浆及其制备方法与应用,由以下重量份的原料组成:银粉50~85;有机树脂10~20;添加剂15~30;溶剂10~20;其中,所述添加剂包括分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂,所述分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的质量比为(5~10):(2~8):(3~5):(3~4),所述分散剂为非离子表面活性剂。本发明方案采用非离子表面活性剂作为分散剂,改善导电银粉与有机树脂间的相容性;通过分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的协同作用,使得导电银浆的烧结温度低至250℃以下,节约能耗,通过对导电银浆黏度的控制,降低导电银浆的电阻,同时确保其附着力。
Description
技术领域
本发明涉及电子封装材料技术领域,具体涉及一种烧结温度低的导电银浆及其制备方法与应用。
背景技术
在银的工业用途中,由于电子技术的不断发展,工业用银量却在不断增加,主要原因是电子、电气领域的使用量大幅增加,银粉和银浆将成为银使用的主要方式之一。电子工业,其发展和产品更新速度快,新的电子元器件和生产工艺技术需要银粉银浆,因此,银粉银浆的品种和数量不断增加。随着工业的发展,银粉银浆会将朝向使工艺更简化、性能更强和可靠性更高的方向发展,即最大程度地发挥银导电性和导热性的优势。导电银浆是一种特种功能材料,由导电功能相、基体树脂粘结相、溶剂及其他辅助助剂组成。导电功能相大多为导电金属粉末,而基体树脂粘结相多为高分子聚合物。导电银浆通过一定的印刷方法印刷在浆料承载物上,在一定的温度和时间作用下,固化后,导电银浆能牢固在附着在承载物上,固化后的导电银浆具有优异的导电性、硬度、附着力及耐弯折性等性质。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是:提供一种烧结温度低的导电银浆。
本发明所要解决的第二个技术问题是:提供上述导电银浆的制备方法。
本发明所要解决的第三个技术问题是:提供上述导电银浆的应用。
为了解决上述第一个技术问题,本发明采用的技术方案为:一种烧结温度低的导电银浆,由以下重量份的原料组成:
其中,所述添加剂包括分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂,所述分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的质量比为(5~10):(2~8):(3~5):(3~4),所述分散剂为非离子表面活性剂。
优选地,所述非离子表面活性剂包括烷基醇聚醚、烷基酚聚氧乙烯基醚或环氧乙烯-环氧丙烯-环氧乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
进一步地,所述增韧剂包括聚烯烃类接枝不饱和酸或者酸酐,接枝率为0.8~1.2%。
进一步地,所述黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至(180~200)Pa·S;优选地,所述黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。
进一步地,所述流平剂包括乙二醇单丁醚或丙烯酸共聚物中的至少一种。
进一步地,所述有机树脂包括丁醇醚化二甲酚甲醛树脂、季戊四醇醇酸树脂、松香改性酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或脲醛树脂中的至少一种。
进一步地,所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、异辛醇、二甲基甲酰胺或柠檬酸三丁酯中的至少一种。
为了解决上述第二个技术问题,本发明采用的技术方案为:上述导电银浆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将增韧剂、分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液;
S2、将有机树脂添加到上述混合溶液中,配制成浆料溶剂载体;
S3、将浆料溶剂载体加入到导电银粉中,再用黏度调节剂调节稠度,研磨至浆料粒度在1μm以下,过筛后即得所述纳米导电银浆。
为了解决上述第三个技术问题,本发明采用的技术方案为:上述导电银浆在芯片的制备中的应用。
本发明的有益效果在于:本发明方案采用非离子表面活性剂作为分散剂,改善导电银粉与有机树脂间的相容性;通过分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的协同作用,使得导电银浆的烧结温度低至250℃以下,节约能耗,通过对导电银浆黏度的控制,降低导电银浆的电阻,同时确保其附着力;通过添加增韧剂,提升导电银浆烧结后的硬度。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并予以说明。
一种烧结温度低的导电银浆,由以下重量份的原料组成:
其中,所述添加剂包括分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂,所述分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的质量比为(5~10):(2~8):(3~5):(3~4),所述分散剂为非离子表面活性剂。
优选地,所述非离子表面活性剂包括烷基醇聚醚、烷基酚聚氧乙烯基醚或环氧乙烯-环氧丙烯-环氧乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:采用本发明方案的非离子表面活性剂,既能使得导电银粉具有良好的分散性,又能使得其具有良好的耐水性和耐热性。
进一步地,所述增韧剂包括聚烯烃类接枝不饱和酸或者酸酐,接枝率为0.8~1.2%。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:添加增韧剂改善导电银浆烧结后的力学性能。
进一步地,所述黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至(180~200)Pa·S;优选地,所述黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:调节导电银浆的黏度,降低其电阻率。
进一步地,所述流平剂包括乙二醇单丁醚或丙烯酸共聚物中的至少一种。
进一步地,所述有机树脂包括丁醇醚化二甲酚甲醛树脂、季戊四醇醇酸树脂、松香改性酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或脲醛树脂中的至少一种。
进一步地,所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、异辛醇、二甲基甲酰胺或柠檬酸三丁酯中的至少一种。
上述导电银浆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将增韧剂、分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液;
S2、将有机树脂添加到上述混合溶液中,配制成浆料溶剂载体;
S3、将浆料溶剂载体加入到导电银粉中,再用黏度调节剂调节稠度,研磨至浆料粒度在1μm以下,过筛后即得所述纳米导电银浆。
本发明实施例一为:一种烧结温度低的导电银浆,由以下重量份的原料组成:
其中,添加剂包括分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂,分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的质量比为8:6:4:3.5,分散剂为非离子表面活性剂。非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯基醚。
增韧剂为POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至(180~200)Pa·S;优选地,黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。
流平剂为乙二醇单丁醚。
有机树脂包括丁醇醚化二甲酚甲醛树脂和脲醛树脂的混合物,质量比为1:1。
溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯和二乙二醇乙醚醋酸酯的混合物,体积比为1:1。
上述导电银浆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将增韧剂、分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液;
S2、将有机树脂添加到上述混合溶液中,配制成浆料溶剂载体;
S3、将浆料溶剂载体加入到导电银粉中,再用黏度调节剂调节稠度,研磨至浆料粒度在1μm以下,过筛后即得所述纳米导电银浆。
本发明实施例二为:一种烧结温度低的导电银浆,由以下重量份的原料组成:
其中,添加剂包括分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂,分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的质量比为5:2:3:3,分散剂为非离子表面活性剂。
非离子表面活性剂为烷基醇聚醚。
增韧剂为HDPE接枝马来酸酐。
黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至200Pa·S。
流平剂为丙烯酸共聚物。
有机树脂包括松香改性酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂的混合物。
溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯和松油醇的混合物(体积比为0.5:0.5:1)。
上述导电银浆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将增韧剂、分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液;
S2、将有机树脂添加到上述混合溶液中,配制成浆料溶剂载体;
S3、将浆料溶剂载体加入到导电银粉中,再用黏度调节剂调节稠度,研磨至浆料粒度在1μm以下,过筛后即得所述纳米导电银浆。
本发明实施例三为:一种烧结温度低的导电银浆,由以下重量份的原料组成:
其中,添加剂包括分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂,分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的质量比为10:8:5:4,分散剂为环氧乙烯-环氧丙烯-环氧乙烯嵌段共聚物。
增韧剂为POE接枝马来酸酐。
黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至190Pa·S。
流平剂为乙二醇单丁醚。
有机树脂为丁醇醚化二甲酚甲醛树脂。
溶剂为松油醇和异辛醇的混合物(体积比为1:1)。
上述导电银浆的制备方法,包括以下步骤:
S1、将增韧剂、分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液;
S2、将有机树脂添加到上述混合溶液中,配制成浆料溶剂载体;
S3、将浆料溶剂载体加入到导电银粉中,再用黏度调节剂调节稠度,研磨至浆料粒度在1μm以下,过筛后即得所述纳米导电银浆。
取上述操作制得的导电银浆进行性能测试,测定其主要相关系数如下表1所示:
表1
耐老化测试标准:设置温度为65℃、湿度为90RH,保持时间为96h,测试前后电阻变化在10%以内定义为良好,超出定义为较差。
从上表可以看出,采用本发明实施例方案制得的导电银浆烧结温度低且电阻小,同时,还具有良好的硬度、粘附力及抗老化性能。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种烧结温度低的导电银浆,其特征在于:由以下重量份的原料组成:
其中,所述添加剂包括分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂,所述分散剂、增韧剂、流平剂和黏度调节剂的质量比为(5~10):(2~8):(3~5):(3~4),所述分散剂为非离子表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的烧结温度低的导电银浆,其特征在于:所述非离子表面活性剂包括烷基醇聚醚、烷基酚聚氧乙烯基醚或环氧乙烯-环氧丙烯-环氧乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的烧结温度低的导电银浆,其特征在于:所述增韧剂包括聚烯烃类接枝不饱和酸或者酸酐,接枝率为0.8~1.2%。
4.根据权利要求1所述的烧结温度低的导电银浆,其特征在于:所述黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至(180~200)Pa·S;优选地,所述黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。
5.根据权利要求1所述的烧结温度低的导电银浆,其特征在于:所述流平剂包括乙二醇单丁醚或丙烯酸共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的烧结温度低的导电银浆,其特征在于:所述有机树脂包括丁醇醚化二甲酚甲醛树脂、季戊四醇醇酸树脂、松香改性酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或脲醛树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的烧结温度低的导电银浆,其特征在于:所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、异辛醇、二甲基甲酰胺或柠檬酸三丁酯中的至少一种。
8.根据权利要求1~7任一项所述的导电银浆的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、将增韧剂、分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液;
S2、将有机树脂添加到上述混合溶液中,配制成浆料溶剂载体;
S3、将浆料溶剂载体加入到导电银粉中,再用黏度调节剂调节稠度,研磨至浆料粒度在1μm以下,过筛后即得所述纳米导电银浆。
9.一种如权利要求1~7任一项所述的导电银浆在芯片的制备中的应用。
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