CN113314252A - 一种树脂金导体浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种树脂金导体浆料,其是将松油醇、DL‑蛋氨酸、氯金酸、硝酸银以及有机金属化合物充分混合后,再进行减压蒸馏热反应形成,其中有机金属化合物为异辛酸锰、异辛酸铋、异辛酸钴、异辛酸铜、异辛酸锌、异辛酸锆的混合物。本发明通过减压蒸馏热反应制备出的树脂金导体浆料具有无铅、无铑、无钯,环保、成本低,烧结后表面平整,与银浆搭接稳定性好,键合拉力大等特点,适用于厚膜印刷工艺的使用要求,可满足电容式传感器、热敏打印头等产品的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于导体浆料技术领域,具体涉及一种树脂金导体浆料。
背景技术
金导体浆料具有电导率高、性能稳定、易热压焊接、与基板结合强度大等特性,广泛应用于混合集成电路、微波混合集成电路、多芯片组件、热敏打印头等电子元器件的生产。现有的有机金导体浆料采用高分子金化合物制作,膜层薄而致密、材料成本只有无机金粉浆料的10%,结合光刻技术可制作线宽、间距达10μm的线条,性能达到溅射金的水平,广泛用于热敏打印头等高性能产品的制作。但现有有机金导体浆料中含铅、钯、铑等元素,铅不利于环保要求,钯、铑的应用,会增加浆料成本。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有有机金导体浆料存在的问题,提供一种无铅环保、低成本的树脂金导体浆料。
为了达到上述目的,本发明将松油醇、DL-蛋氨酸、氯金酸、硝酸银以及有机金属化合物混合均匀,所得混合液经减压蒸馏热反应后,通过松油醇调节粘度,用孔径为0.5~1μm的玻璃纤维滤纸进行过滤,即得到所述树脂金导体浆料。
上述松油醇、DL-蛋氨酸、氯金酸、硝酸银以及有机金属化合物的质量比优选为0.4~0.6:1:1:0.1:0.15~0.25,其中所述有机金属化合物为异辛酸锰、异辛酸铋、异辛酸钴、异辛酸铜、异辛酸锌、异辛酸锆的混合物。
上述树脂金导体浆料中,各金属元素的质量比优选:Mn/Au=0.004~0.010;Bi/Au=0.01~0.05;Co/Au=0.001~0.005;Cu/Au=0.01~0.03;Zn/Au=0.001~0.005;Zr/Au=0.01~0.02。
上述松油醇、DL-蛋氨酸、氯金酸、硝酸银以及有机金属化合物优选在3~7℃下搅拌40~60分钟,使混合均匀。
上述减压蒸馏是将所得混合液升温至90~100℃,在0.3~0.5个标准大气压下进行蒸馏热反应,待馏出液质量达到混合液总质量的15%~25%以后,停止加热,继续搅拌自然冷却到室温。
上述减压蒸馏的升温速率优选为8~12℃/min。
上述优选通过松油醇调节粘度到30~50Pa.S。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、本发明的树脂金导体浆料中不含铅,属于环保型产品;
2、本发明的树脂金导体浆料中不含有钯、铑,引入了银作为部分导电成分,浆料成本低;
3、本发明的树脂金导体浆料采用减压蒸馏反应完成,不需要进行辊轧等二次操作,便可制成树脂金导体浆料;
4、本发明的树脂金导体浆料具有烧结后表面平整,与银浆搭接稳定性好,键合拉力大的特点;
5、本发明树脂金导体浆料的制备工艺简单,污染小,工艺适应性强。
附图说明
图1是导体浆料性能测试制作的印刷网版图形,其中1、2是方阻测试搭接端头,3是方阻测试线条,4是拉力测试图形。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明,其并不对本发明的保护范围起到限定作用。本发明的保护范围仅由权利要求限定,本领域技术人员在本发明公开的实施例的基础上所做的任何省略、替换或修改都将落入本发明的保护范围。
实施例
将18g松油醇、36g DL-蛋氨酸、36g氯金酸、3.6g硝酸银加入反应釜中,并按照表1中的量加入异辛酸锰、异辛酸铋、异辛酸钴、异辛酸铜、异辛酸锌、异辛酸锆,然后按照表1中的条件,在不同温度下进行搅拌混合1h,然后将反应釜中混合液按照10℃/min的升温速率加热到不同温度,并对反应釜进行减压抽滤到不同大气压,进行减压蒸馏热反应不同时间,待馏出液质量达到混合液总质量的20%以后,停止加热,继续搅拌自然冷却到室温后,加入松油醇调整反应物粘度到30~50Pa.S后,用孔径为0.5μm的玻璃纤维滤纸进行过滤,得到树脂金导体浆料。所述树脂金导体浆料中Mn、Bi、Co、Cu、Zn、Zr元素与Au元素的质量比见表1。
同时以不加硝酸银作为对比例1,以不添加异辛酸锰作为对比例2,其他原料及其用量与实施例2相同。
表1 有机金属化合物配方及树脂金浆制备工艺
注:表中M是指有机金属化合物异辛酸锰、异辛酸铋、异辛酸钴、异辛酸铜、异辛酸锌、异辛酸锆中的金属,M/Au是指有机金属化合物中的金属与金的元素质量比。
将上述树脂金导体浆料按照图1的网版图形,通过丝网印刷工艺,印刷在经过表面备釉的氧化铝陶瓷基板上(25.4mm长×25.4mm宽×1mm厚),经过150℃干燥10min,在带式烧结炉中进行烧结,烧结温度850℃±5℃,烧结周期60min,峰值保温10min,制成测试样品,并进行下述性能测试:
烧结表面形貌:通过显微镜放大20倍,观察所得样品烧结膜表面状态;
粘度:将样品按照SJ/T11512-2015集成电路用电子浆料性能试验方法中102法进行测试;
方阻:通过数字万用表两端搭接在图1中1、2位置,对样品阻值进行测试后,计算方阻值;
键合拉力:将样品按照 GJB 5273-2003厚膜金导体浆料规范,进行测试。
上述各种测试结果见表2,并将测试结果与商用8081-G、8886-A树脂金导体浆料(由美国ESL公司)进行比较。
表2 导体浆料性能对比
由表2可见,本发明实施例1~11制备的树脂金导体浆料相对于商用树脂金导体浆料产品,可获得合适的浆料粘度,印刷烧结后表面光亮,方阻更低,键合拉力大。将实施例2与对比例1进行性能对比,可发现配方中硝酸银的加入可有效提高树脂金导体浆料的烧结特性,烧结表面光亮、方阻更低、键合拉力大。将实施例2与对比例2进行性能对比,可发现异辛酸锰的含量对键合拉力会造成一定的影响,本发明添加异辛酸锰的树脂金导体浆料具有良好的键合拉力。
Claims (6)
1.一种树脂金导体浆料,其特征在于:将松油醇、DL-蛋氨酸、氯金酸、硝酸银以及有机金属化合物混合均匀,所得混合液经减压蒸馏热反应后,通过松油醇调节粘度,用孔径为0.5~1μm的玻璃纤维滤纸进行过滤,即得到所述树脂金导体浆料;
上述松油醇、DL-蛋氨酸、氯金酸、硝酸银以及有机金属化合物的质量比为0.4~0.6:1:1:0.1:0.15~0.25,其中所述有机金属化合物为异辛酸锰、异辛酸铋、异辛酸钴、异辛酸铜、异辛酸锌、异辛酸锆的混合物。
2.根据权利要求1所述的树脂金导体浆料,其特征在于:所述树脂金导体浆料中,各金属元素的质量比为:Mn/Au=0.004~0.010;Bi/Au=0.01~0.05;Co/Au=0.001~0.005;Cu/Au=0.01~0.03;Zn/Au=0.001~0.005;Zr/Au=0.01~0.02。
3.根据权利要求1所述的树脂金导体浆料,其特征在于:将松油醇、DL-蛋氨酸、氯金酸、硝酸银以及有机金属化合物在3~7℃下搅拌40~60分钟,使混合均匀。
4.根据权利要求1所述的树脂金导体浆料,其特征在于:所述减压蒸馏是将混合液升温至90~100℃,在0.3~0.5个标准大气压下进行蒸馏热反应,待馏出液质量达到混合液总质量的15%~25%以后,停止加热,继续搅拌自然冷却到室温。
5.根据权利要求4所述的树脂金导体浆料,其特征在于:所述减压蒸馏的升温速率为8~12℃/min。
6.根据权利要求1所述的树脂金导体浆料,其特征在于:通过松油醇调节粘度到30~50Pa.S。
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