CN113674893A - 一种低温耐磨、耐丙酮pcb板用导电银浆及其制备方法 - Google Patents

一种低温耐磨、耐丙酮pcb板用导电银浆及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113674893A
CN113674893A CN202110987961.6A CN202110987961A CN113674893A CN 113674893 A CN113674893 A CN 113674893A CN 202110987961 A CN202110987961 A CN 202110987961A CN 113674893 A CN113674893 A CN 113674893A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silver powder
resistant
temperature
deionized water
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110987961.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113674893B (zh
Inventor
刘韩
杨华荣
闫仁泉
蔡幸然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Silver New Materials Co ltd
Original Assignee
Hunan Silver New Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Silver New Materials Co ltd filed Critical Hunan Silver New Materials Co ltd
Priority to CN202110987961.6A priority Critical patent/CN113674893B/zh
Publication of CN113674893A publication Critical patent/CN113674893A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113674893B publication Critical patent/CN113674893B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆及其制备方法，金属银粉30‑50％、高分子树脂5‑15％、有机溶剂35‑45％、功能助剂1‑10％；本发明制备得到的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆具有良好的稳定性，可移印、耐水煮、耐磨、耐丙酮、导电性能优异，与PCB板基材之间的附着力强，硬度高，而且浆料不含铅、镉等重金属，符合欧盟RoHS环保要求。

Description

一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆及其制备方法
技术领域
本发明属于电子浆料技术领域，具体涉及一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆及其制备方法。
背景技术
在现代微电子工业中，印制电路板是指在绝缘基材上，按照预定设计形成从点到点互联线路以及印制元件，是电子元器件电气连接的提供者。电路板在日常生活中非常常见，小到手机、U盘、照相机，大到航天航空、高铁动车等高端产品。随着电子产品种类及数量的日趋增加，要提高电子产品的竞争力，严控电路板的质量是尤为重要的环节。其中就包括对导电浆料的高度要求，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。
现已有对印刷电路板(PCB)板用导电银浆的研究，例如中国专利申请CN201410152236一种耐磨印刷电路板银浆及其制备方法，由下列重量份的原料制成：四针状氧化锌晶须3-5、镍粉5-7、钴粉1-3、1-10nm银粉13-16、醋酸钴0.5-1、2-4μm银粉40-50、环氧树脂5-7、干性醇酸树脂4-6、二甲基硅油0.3-0.5、卡波姆0.1-0.3、甲壳胺1-2、季戊四醇5-8、乙二醇4-7、四氢呋喃7-12、玻璃粉8-10、玻尿酸2-3；该发明的银浆银粉用量少，添加了镍粉、钴粉，节约了银粉用量，通过搭配不同粒径的银粉，使得银粉接触紧密，保证了导电性能良好。又例如中国专利201410152064一种高强度印刷电路板导电银浆及其制备方法，由下列重量份的原料制成：纳米级球状银粉6-8、纳米级片状银粉6-8、微米级球状银粉30-40、微米级片状银粉30-40、乙二醇4-6、蓖麻油酸1-2、油酰单乙醇胺0.5-1、玻璃粉8-10、聚乙烯蜡0.2-0.3、丁醇4-7、丙酮4-6、薄荷醇3-5、三乙醇胺0.3-0.6、二甲苯5-8、硫酸钙晶须4-6；该发明的银浆通过搭配不同粒径、不同形状的银粉，达到了优异的导电性能。
传统耐磨型印刷电路板(PCB)导电浆料一般需要采用无机粘结剂通过烧结的方式固化交联来满足耐磨性、耐丙酮、硬度、附着力、导电性等要求。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，会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，所以如何使导电浆料在低温固化条件下达到优异的耐磨性能是亟需解决的问题。因此，开发一款可低温固化，耐磨、耐丙酮的印刷电路板(PCB)用导电银浆具有重要意义。
发明内容
本申请针对现有技术中的由导电银浆获得的导电线路从承印物上脱落的现象、以及目前的玻璃粉中很多含有铅等有害物质、对环境不利的问题，提供了一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆及其制备方法。本发明制备得到的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆具有良好的稳定性，可移印、耐水煮、耐磨、耐丙酮、导电性能优异，与PCB板基材之间的附着力强，硬度高，而且浆料不含铅、镉等重金属，符合欧盟RoHS环保要求。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，由以下质量比例的组分制成：
金属银粉30-50％、高分子树脂5-15％、有机溶剂35-45％、功能助剂1-10％；
所述的金属银粉选自球状银粉和片状银粉的混合物、或者是类球银粉和片状银粉的混合物，其中球状银粉、类球银粉或片状银粉的质量比例为15-30％，球状银粉或类球银粉的粒径D50为0.5-2.5μm，振实密度为2-4g/cm3，片状银粉的粒径D50为2-8μm，振实密度为2-4g/cm3；
所述的高分子树脂，选自氯醋、聚酯、聚氨酯、丙烯酸、苯氧、氨基树脂中的一种或几种，当混合时为任意比例；
所述的有机溶剂，选自丙二醇丁醚、二乙二醇乙醚醋酸酯和DBE中的一种或几种，当混合时为任意比例；
所述的功能助剂，选自辅助耐磨填料、分散剂、消泡剂、增塑剂和抗氧化剂中的至少一种；
所述的辅助耐磨填料，选自石墨粉、氮化硼、氮化硅或碳化硅中的一种或几种，当混合时为任意比例；
所述的分散剂，选自聚氨酯类物质；
所述的消泡剂，选自异辛醇；
所述的增塑剂，选自邻苯二甲酸二辛酯；
所述抗氧化剂，选自苯基对苯二酚聚合物。
所述片状银粉制备方法如下：
1)反应底液的配置：向反应釜中注入去离子水，然后加入AgNO3，搅拌溶解，即得反应底液，整个过程控制反应底液温度为40-50℃；
2)用去离子水溶解NaOH，配制成NaOH溶液，然后边搅拌边将NaOH溶液缓慢滴加到步骤1)中的反应底液中，得到灰黑色Ag2O悬浮液；
3)还原反应：保持Ag2O悬浮液温度40-50℃，然后向反应釜中加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀，将温度升高到60-70℃，待温度稳定后向反应釜中加入还原剂三乙醇胺，持续搅拌30min，终止反应；
4)反应终止后，静置沉降30-50min，待水粉完全分离后，去除上层清夜，再加入煮沸的去离子水清洗；
5)重复步骤4)，直至上层清液水电导率小于30μS/cm，过滤，得到银泥；
6)乳化过程：用无水乙醇溶解油酸和硬脂酸，其中油酸和硬脂酸的质量比为1:1，将其作为包覆乳化剂加入到步骤5)中的银泥中，用搅拌器充分搅拌10min；
7)将银泥置于鼓风干燥箱中恒温110℃干燥15h；
8)用高速分散剂机将烘干后的银泥打散过80-100目筛得到银粉；
9)将上步骤得到的银粉置于球磨罐中，加入无水乙醇作为分散介质，再加入银粉重量5-9倍的Φ3mm锆球进行球磨，旋转球磨20h；
10)用筛网将锆球分离，70-80℃鼓风干燥箱干燥12h，得到片状银粉；
其中，按照步骤1)的去离子水(1.00-1.05)L、AgNO3(180-220)g、步骤2)的去离子水(205-210)mL、NaOH(55-65)g、分散剂(0.5-1.0)g、还原剂(26-30)g、步骤4)的煮沸的去离子水(400-600)mL、步骤6)的无水乙醇(40-60)mL、油酸和硬脂酸(1.0-2.0)g、步骤9)的无水乙醇(200-300)mL的比例；
所述球状银粉或类球银粉制备方法如下：
1)反应底液的配置：向反应釜中注入去离子水，并加入AgNO3，搅拌溶解，然后加入氨水，搅拌混合均匀，即得反应底液，整个过程控制反应底液温度20-30℃；
2)还原物溶液配置：分别称取维生素C和分散剂聚乙烯吡咯烷酮溶解于6.4L去离子水中，然后缓慢滴加氨水，将溶液pH调至4-4.5，得到还原物溶液，整个过程控制还原物溶液温度25-30℃；
3)还原反应：将步骤1)中的反应底液滴加到步骤2)中的还原物溶液中，滴加时间控制在5min，滴加完毕后，再向其中滴加氨水，调节溶液pH至6.8-7，整个过程保持反应温度30-40℃，持续搅拌反应20-30min；
4)终止反应，静置沉降30min，待水粉完全分离后，去除上层清夜，再加入煮沸的去离子水清洗；
5)重复步骤4)，直至上层清液水电导率小于30μS/cm，过滤，得到银泥；
6)乳化过程：用无水乙醇溶解的油酸和硬脂酸，其中油酸和硬脂酸的质量比为1:1，将其作为包覆乳化剂加入到步骤5)中的银泥中，用搅拌器充分搅拌10min，然后用最高压力不得高于0.35MPa的压力进行压滤，待无水乙醇压滤完毕后，再加入纯化水，继续压滤，直至完全压干；
7)将压滤好的银粉用冻干机烤盘盛好，铺平，放入冻干机内冻干24h；
8)用高速分散剂机将烘干后的银粉打散过80-100目筛，得到球状银粉；
其中，按照步骤1)的去离子水(0.9-1.1)L、AgNO3(480-520)g、氨水(1.2-1.8)g、维生素C(300-305)g、分散剂(190-195)g、步骤2)的去离子水(6.0-7.0)L、步骤4)的煮沸的去离子水(600-800)mL、步骤6)的无水乙醇(200-300)mL、油酸和硬脂酸(2.0-4.0)g、纯化水(450-550)mL的比例。
本发明中：
所述的金属银粉，选用合适比例的球状银粉或类球银粉与片状银粉搭配使用，使得膜层中相邻银微粒之间的搭接更多，成膜后电阻更小。
所述的高分子树脂中：
氯醋树脂成膜性好，与基材结合力强，导电性能好；
聚酯树脂易润湿，硬度大，可低温固化，耐热性较好；
聚氨酯树脂冲击韧性好，固化速度快，耐腐蚀性能好，对填料和功能助剂包容性好；
丙烯酸树脂耐候性优良，机械性能优异；
苯氧树脂具有优异的加工性、耐磨性和柔韧性；
氨基树脂在固化过程中可与聚酯和聚氨酯等发生交联，增强体系的耐丙酮性能；
选用上述高分子树脂可为浆料提供适当的粘度，保证不同含量固体颗粒均匀分散和分散稳定性，同时满足不同施工工艺对浆料流变润湿性能、涂覆膜厚、与PCB板基材的附着强度以及浆料的高耐磨性能。
所述有机溶剂中：
丙二醇丁醚则提供了较快干燥速度，有利于膜层快速干燥固化；
DBE、二乙二醇乙醚醋酸酯均为无色透明、毒性很低的环保溶剂，这两种溶剂混合后沸点较高，有利于浆料生产后的存储和运输，且具有较强溶解能力。
所述的功能助剂中，其中：
所述的辅助耐磨填料，可增强浆料的耐磨性能；
所述的分散剂，能防止固体颗粒的沉降和凝聚；
所述的消泡剂，能有效降低液体的表面张力，达到消泡和抑泡效果；
所述的增塑剂，能使高分子树脂柔韧性增强，易加工；
所述的抗氧化剂，能有效防止金属表面的氧化变黑现象，也能抑制树脂黄变，增加聚酯的透明性。
上述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，符合欧盟RoHS环保要求，具体是：铅＜1000ppm、镉＜100ppm、汞＜1000ppm、六价铬＜1000ppm、多溴联苯＜1000ppm、多溴二苯醚＜1000ppm。
上述一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
1)将高分子树脂与有机溶剂混合，搅拌均匀并加热，使高分子树脂在有机溶剂中溶解完全，冷却至室温，过滤，得到高分子树脂溶液；
2)向上步骤得到的高分子树脂溶液中加入功能助剂，搅拌均匀，得到分散均匀的有机载体；
3)向上步骤得到的有机载体中添加金属银粉，搅拌均匀，使用三辊轧机进行研磨，使浆料的细度达到10μm以下，即得到所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆。
本发明中：
步骤1)所述的搅拌均匀并加热，是加热到至85℃，搅拌速度为800转/分钟，搅拌时间2-4小时；所述的过滤，是用300-400目聚酯网进行过滤。
步骤2)和步骤3)所述的搅拌均匀，其中搅拌速度为800转/分钟，搅拌时间2-4小时。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，节约了银粉的用量，通过搭配不同粒径、不同形状的金属银粉，使得膜层中相邻银微粒之间的接触面积更多，达到了优异的导电效果。
2、本发明所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，采用的高分子树脂和功能助剂为浆料提供了适当的粘度，保证不同含量固体颗粒均匀分散和分散稳定性，同时满足不同施工工艺对浆料流变润湿性能、涂覆膜厚、与PCB板基材的附着强度以及浆料的耐磨、耐丙酮性能。
3、本发明所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，通过使用不同沸点及挥发速度的溶剂，使得银浆在印刷、烘干等过程中逐次挥发，不易形成气孔、裂缝等缺陷，使银浆与印刷电路板连接牢靠，提高连接强度，而且浆料不含铅、镉等重金属，符合欧盟RoHS环保要求。
附图说明
图1是本发明实施例1中制备得到的片状银粉电镜图。
图2是本发明实施例1中制备得到的球状银粉电镜图。
具体实施方式
以下通过实施例进一步详细描述本发明，但这些实施例不应认为是对本发明的限制。
实施例1：
一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，由以下质量比例的组分制成：
金属银粉45％(球状银粉30％、片状银粉15％)、
高分子树脂13.2％(氯醋1.5％、聚酯3％、氨基树脂2％、苯氧树脂2.5％和丙烯酸树脂4.2％)、
有机溶剂37.3％(二乙二醇乙醚醋酸酯18.3％、丙二醇丁醚8％和DBE11％)、
功能助剂4.5％(辅助耐磨填料氮化硅0.5％、分散剂聚氨酯类物质1.0％、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯1.2％、消泡剂异辛醇0.3％、抗氧化剂苯基对苯二酚聚合物1.5％)；
所述的金属银粉选自球状银粉和片状银粉的混合物，其中球状银粉的粒径D50为0.8μm，振实密度为3.7g/cm3，片状银粉的粒径D50为2.8μm，振实密度为2.1g/cm3；
所述片状银粉制备方法如下：
1)反应底液的配置：向反应釜中注入去离子水，然后加入AgNO3，搅拌溶解，即得反应底液，整个过程控制反应底液温度为40-50℃；
2)用去离子水溶解NaOH，配制成NaOH溶液，然后边搅拌边将NaOH溶液缓慢滴加到步骤1)中的反应底液中，得到灰黑色Ag2O悬浮液；
3)还原反应：保持Ag2O悬浮液温度40-50℃，然后向反应釜中加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀，将温度升高到60-70℃，待温度稳定后向反应釜中加入还原剂三乙醇胺，持续搅拌30min，终止反应；
4)反应终止后，静置沉降30-50min，待水粉完全分离后，去除上层清夜，再加入煮沸的去离子水清洗；
5)重复步骤4)，直至上层清液水电导率小于30μS/cm，过滤，得到银泥；
6)乳化过程：用无水乙醇溶解油酸和硬脂酸，其中油酸和硬脂酸的质量比为1:1，将其作为包覆乳化剂加入到步骤5)中的银泥中，用搅拌器充分搅拌10min；
7)将银泥置于鼓风干燥箱中恒温110℃干燥15h；
8)用高速分散剂机将烘干后的银泥打散过80-100目筛得到银粉；
9)将上步骤得到的银粉置于球磨罐中，加入无水乙醇作为分散介质，再加入银粉重量5倍的Φ3mm锆球进行球磨，旋转球磨20h；
10)用筛网将锆球分离，70-80℃鼓风干燥箱干燥12h，得到片状银粉；
其中，按照步骤1)的去离子水1.04L、AgNO3 200g、步骤2)的去离子水208mL、NaOH60g、分散剂0.8g、还原剂28g、步骤4)的煮沸的去离子水500mL、步骤6)的无水乙醇50mL、油酸和硬脂酸1.5g、步骤9)的无水乙醇250mL的比例；
所述球状银粉制备方法如下：
1)反应底液的配置：向反应釜中注入去离子水，并加入AgNO3，搅拌溶解，然后加入氨水，搅拌混合均匀，即得反应底液，整个过程控制反应底液温度20-30℃；
2)还原物溶液配置：分别称取维生素C和分散剂聚乙烯吡咯烷酮溶解于6.4L去离子水中，然后缓慢滴加氨水，将溶液pH调至4-4.5，得到还原物溶液，整个过程控制还原物溶液温度25-30℃；
3)还原反应：将步骤1)中的反应底液滴加到步骤2)中的还原物溶液中，滴加时间控制在5min，滴加完毕后，再向其中滴加氨水，调节溶液pH至6.8-7，整个过程保持反应温度30-40℃，持续搅拌反应20-30min；
4)终止反应，静置沉降30min，待水粉完全分离后，去除上层清夜，再加入煮沸的去离子水清洗；
5)重复步骤4)，直至上层清液水电导率小于30μS/cm，过滤，得到银泥；
6)乳化过程：用无水乙醇溶解的油酸和硬脂酸，其中油酸和硬脂酸的质量比为1:1，将其作为包覆乳化剂加入到步骤5)中的银泥中，用搅拌器充分搅拌10min，然后用最高压力不得高于0.35MPa的压力进行压滤，待无水乙醇压滤完毕后，再加入纯化水，继续压滤，直至完全压干；
7)将压滤好的银粉用冻干机烤盘盛好，铺平，放入冻干机内冻干24h；
8)用高速分散剂机将烘干后的银粉打散过80-100目筛，得到球状银粉；
其中，按照步骤1)的去离子水1.0L、AgNO3 500g、氨水1.5g、维生素C 303g、分散剂192g、步骤2)的去离子水6.4L、步骤4)的煮沸的去离子水700mL、步骤6)的无水乙醇250mL、油酸和硬脂酸3.0g、纯化水500mL的比例；
上述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，符合欧盟RoHS环保要求，具体是：铅＜1000ppm、镉＜100ppm、汞＜1000ppm、六价铬＜1000ppm、多溴联苯＜1000ppm、多溴二苯醚＜1000ppm。
上述一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
1)将高分子树脂与有机溶剂混合，搅拌均匀并加热，加热到至85℃，搅拌速度为800转/分钟，搅拌时间2-4小时，使高分子树脂在有机溶剂中溶解完全，冷却至室温，用300-400目聚酯网进行过滤，得到高分子树脂溶液；
2)向上步骤得到的高分子树脂溶液中加入功能助剂，搅拌均匀，搅拌速度为800转/分钟，搅拌时间2-4小时，得到分散均匀的有机载体；
3)向上步骤得到的有机载体中添加金属银粉，搅拌均匀，使用三辊轧机进行研磨，使浆料的细度达到10μm以下，即得到所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆。
实施例2：
一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，由以下质量比例的组分制成：
金属银粉50％(球状银粉30％、片状银粉20％)、
高分子树脂15.0％(氯醋0.6％、聚酯4.5％、聚氨酯1.6％、氨基树脂2.3％、丙烯酸树脂4.4％和苯氧树脂1.6％)、
有机溶剂35.0％(二乙二醇乙醚醋酸酯14.9％、丙二醇丁醚6.1％和DBE14％)、
功能助剂3.5％(辅助耐磨填料氮化硼0.5％、分散剂聚氨酯类物质1.0％、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯1.0％、消泡剂异辛醇0.2％、抗氧化剂苯基对苯二酚聚合物0.6％)；
所述的金属银粉选自球状银粉和片状银粉的混合物，其中球状银粉的粒径D50为0.5μm，振实密度为4.0g/cm3，片状银粉的粒径D50为8.0μm，振实密度为2.3g/cm3；
所述片状银粉制备方法，其中，按照步骤1)的去离子水1.0L、AgNO3180g、步骤2)的去离子水210mL、NaOH 65g、分散剂1.0g、还原剂30g、步骤4)的煮沸的去离子水400mL、步骤6)的无水乙醇60mL、油酸和硬脂酸1.0g、步骤9)的无水乙醇300mL的比例，其他参照实施例1；
所述球状银粉制备方法，其中，按照步骤1)的去离子水1.1L、AgNO3520g、氨水1.2g、维生素C 300g、分散剂190g、步骤2)的去离子水6.0L、步骤4)的煮沸的去离子水800mL、步骤6)的无水乙醇200mL、油酸和硬脂酸4.0g、纯化水450mL的比例，其他参照实施例1；
上述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，符合欧盟RoHS环保要求，具体是：铅＜1000ppm、镉＜100ppm、汞＜1000ppm、六价铬＜1000ppm、多溴联苯＜1000ppm、多溴二苯醚＜1000ppm。
上述一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆的制备方法，参照实施例1。
实施例3：
一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，由以下质量比例的组分制成：
金属银粉30％(球状银粉15％、片状银粉15％)、
高分子树脂5.0％(氯醋1％、聚酯0.2％、氨基树脂1.5％、聚氨酯1.3％和苯氧树脂1.0％)、
有机溶剂45.0％(二乙二醇乙醚醋酸酯21.0％、丙二醇丁醚5％和DBE19％)、
功能助剂1.0％(辅助耐磨填料石墨粉0.5％、分散剂聚氨酯类物质0.1％、消泡剂异辛醇0.2％、抗氧化剂苯基对苯二酚聚合物0.2％)；
所述的金属银粉选自球状银粉和片状银粉的混合物，其中球状银粉的粒径D50为2.5μm，振实密度为2.0g/cm3，片状银粉的粒径D50为2.0μm，振实密度为2.7g/cm3；
所述片状银粉制备方法，参照实施例1；
所述球状银粉制备方法，参照实施例1；
上述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，符合欧盟RoHS环保要求，具体是：铅＜1000ppm、镉＜100ppm、汞＜1000ppm、六价铬＜1000ppm、多溴联苯＜1000ppm、多溴二苯醚＜1000ppm。
上述一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆的制备方法，参照实施例1。
实施例4：
一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，由以下质量比例的组分制成：
金属银粉40％(类球银粉15％、片状银粉25％)、
高分子树脂13.2％(聚氨酯5.5％、聚酯2.5％、氨基树脂2.5％和丙烯酸树脂2.7％)、
有机溶剂39.3％(二乙二醇乙醚醋酸酯16.8％、丙二醇丁醚4.5％和DBE18％)、
功能助剂10.0％(辅助耐磨填料碳化硅2.5％、分散剂聚氨酯类物质4.5％、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯2.8％、消泡剂异辛醇0.2％)；
所述的金属银粉选自球状银粉和片状银粉的混合物，其中球状银粉的粒径D50为0.8μm，振实密度为3.7g/cm3，片状银粉的粒径D50为5.2μm，振实密度为1.5g/cm3；
所述片状银粉制备方法，参照实施例1；
所述类球银粉制备方法，参照实施例1；
上述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，符合欧盟RoHS环保要求，具体是：铅＜1000ppm、镉＜100ppm、汞＜1000ppm、六价铬＜1000ppm、多溴联苯＜1000ppm、多溴二苯醚＜1000ppm。
上述一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆的制备方法，参照实施例1。
对比例1：
和实施例1相比，把金属银粉全换成球状银粉，其他同实施例1。
对比例2：
和实施例1相比，把金属银粉全换成片状银粉，其他同实施例1。
对比例3：
和实施例1相比，把金属银粉换成(球状银粉10％、片状银粉10％)，其他同实施例1。
对比例4：
和实施例1相比，所述的金属银粉选自球状银粉和片状银粉的混合物(球状银粉30％、片状银粉15％)，其中球状银粉的粒径D50为0.3μm，振实密度为3.5g/cm3，片状银粉的粒径D50为1.5μm，振实密度为3g/cm3，其他同实施例1。
对比例5：
和实施例1相比，把有机溶剂替换成不同沸点及挥发速度的溶剂DBE，其他同实施例1。
实施例和对比例得到的导电银浆的主要性能指标如表1所示。
表1 实施例和对比例得到的导电银浆的主要性能指标
Figure BDA0003231366760000101
结果分析：
1、本发明所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，所使用的球状银粉和片状银粉，采用特别的制备方法得到，将该银粉应用于PCB板低温银浆时，具有良好的分散性和导电性能(实施例1-4)，且当球状银粉和片状银粉的质量占比分别为30％和15％时，银浆导电性能最佳(实施例1)；苯氧树脂的加入使浆料具有优异的耐磨性能；加入氨基树脂，使其在固化过程中与聚酯、丙烯酸树脂和聚氨酯等发生交联，大大增强了浆料的耐丙酮性能(实施例1-4)。
2、实施例1和对比例1相比较说明：把金属银粉全换成球状银粉，会导致银粉间存在很多间隙，接触不致密，导致银浆电阻偏大；此外对比例1进一步证明，苯氧树脂的加入能明显提升浆料耐磨性能。
3、实施例1和对比例2相比较说明：把金属银粉全换成片状银粉，同样会导致银粉间的接触搭接不佳导致银浆电阻偏大；此外对比例2进一步证明，氨基树脂的加入能明显提升浆料耐丙酮性能。
4、实施例1和对比例3相比较说明：把金属银粉换成(球状银粉10％、片状银粉10％)，整体银含过低，导致浆料粘度偏稀，印刷膜层偏薄，致使银浆耐磨、耐丙酮、附着力、电阻、硬度等性能均表现较差；
5、实施例1和对比例4相比较说明：银粉的粒径和振实密度的不同(球状银粉的粒径D50为0.3μm，振实密度为3.5g/cm3，片状银粉的粒径D50为1.5μm，振实密度为3.0g/cm3)，会影响球状银粉与片状银粉间的搭接，进一步影响银浆的导电、耐磨、耐丙酮、附着力、硬度等性能，实施例1球状银粉和片状银粉的粒径搭配和振实密度更适合应用于PCB板低温银浆；
6、实施例1和对比例5相比较说明：丙二醇丁醚溶剂的加入，为银浆提供了较快的干燥速度，有利于树脂的固化收缩，加快了印刷图案膜层的快速干燥固化，使印刷膜层更加致密化，从而使银浆耐磨、耐丙酮、附着力、电阻、硬度等性能均表现更佳。在溶剂的前期对比试验中，通过溶剂的沸点、饱和蒸汽压等物理参数初步判断溶剂是否易挥发，发现溶剂不同，其余组分相同，然后将这些浆料印刷相同图案，在同一条件下烘烤测电阻，不易挥发的溶剂易残留在浆料中，导致电阻更大。
通过实施例和对比例的基本性能的比较，实施例的配方、银粉制备工艺明显优于对比例。
本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，其特征在于：由以下质量比例的组分制成：
金属银粉30-50％、高分子树脂5-15％、有机溶剂35-45％、功能助剂1-10％；
所述的金属银粉选自球状银粉和片状银粉的混合物、或者是类球银粉和片状银粉的混合物，其中球状银粉、类球银粉或片状银粉的质量比例为15-30％，球状银粉或类球银粉的粒径D50为0.5-2.5μm，振实密度为2-4g/cm3，片状银粉的粒径D50为2-8μm，振实密度为2-4g/cm3；
所述的高分子树脂，选自氯醋、聚酯、聚氨酯、丙烯酸、苯氧、氨基树脂中的一种或几种，当混合时为任意比例；
所述的有机溶剂，选自丙二醇丁醚、二乙二醇乙醚醋酸酯和DBE中的一种或几种，当混合时为任意比例；
所述的功能助剂，选自辅助耐磨填料、分散剂、消泡剂、增塑剂和抗氧化剂中的至少一种；
所述的辅助耐磨填料，选自石墨粉、氮化硼、氮化硅或碳化硅中的一种或几种，当混合时为任意比例；
所述的分散剂，选自聚氨酯类物质；
所述的消泡剂，选自异辛醇；
所述的增塑剂，选自邻苯二甲酸二辛酯；
所述抗氧化剂，选自苯基对苯二酚聚合物。
所述片状银粉制备方法如下：
1)反应底液的配置：向反应釜中注入去离子水，然后加入AgNO3，搅拌溶解，即得反应底液，整个过程控制反应底液温度为40-50℃；
2)用去离子水溶解NaOH，配制成NaOH溶液，然后边搅拌边将NaOH溶液缓慢滴加到步骤1)中的反应底液中，得到灰黑色Ag2O悬浮液；
3)还原反应：保持Ag2O悬浮液温度40-50℃，然后向反应釜中加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀，将温度升高到60-70℃，待温度稳定后向反应釜中加入还原剂三乙醇胺，持续搅拌30min，终止反应；
4)反应终止后，静置沉降30-50min，待水粉完全分离后，去除上层清夜，再加入煮沸的去离子水清洗；
5)重复步骤4)，直至上层清液水电导率小于30μS/cm，过滤，得到银泥；
6)乳化过程：用无水乙醇溶解油酸和硬脂酸，其中油酸和硬脂酸的质量比为1:1，将其作为包覆乳化剂加入到步骤5)中的银泥中，用搅拌器充分搅拌10min；
7)将银泥置于鼓风干燥箱中恒温110℃干燥15h；
8)用高速分散剂机将烘干后的银泥打散过80-100目筛得到银粉；
9)将上步骤得到的银粉置于球磨罐中，加入无水乙醇作为分散介质，再加入银粉重量5-9倍的Φ3mm锆球进行球磨，旋转球磨20h；
10)用筛网将锆球分离，70-80℃鼓风干燥箱干燥12h，得到片状银粉；
其中，按照步骤1)的去离子水(1.00-1.05)L、AgNO3(180-220)g、步骤2)的去离子水(205-210)mL、NaOH(55-65)g、分散剂(0.5-1.0)g、还原剂(26-30)g、步骤4)的煮沸的去离子水(400-600)mL、步骤6)的无水乙醇(40-60)mL、油酸和硬脂酸(1.0-2.0)g、步骤9)的无水乙醇(200-300)mL的比例；
所述球状银粉或类球银粉制备方法如下：
1)反应底液的配置：向反应釜中注入去离子水，并加入AgNO3，搅拌溶解，然后加入氨水，搅拌混合均匀，即得反应底液，整个过程控制反应底液温度20-30℃；
2)还原物溶液配置：分别称取维生素C和分散剂聚乙烯吡咯烷酮溶解于6.4L去离子水中，然后缓慢滴加氨水，将溶液pH调至4-4.5，得到还原物溶液，整个过程控制还原物溶液温度25-30℃；
3)还原反应：将步骤1)中的反应底液滴加到步骤2)中的还原物溶液中，滴加时间控制在5min，滴加完毕后，再向其中滴加氨水，调节溶液pH至6.8-7，整个过程保持反应温度30-40℃，持续搅拌反应20-30min；
4)终止反应，静置沉降30min，待水粉完全分离后，去除上层清夜，再加入煮沸的去离子水清洗；
5)重复步骤4)，直至上层清液水电导率小于30μS/cm，过滤，得到银泥；
6)乳化过程：用无水乙醇溶解的油酸和硬脂酸，其中油酸和硬脂酸的质量比为1:1，将其作为包覆乳化剂加入到步骤5)中的银泥中，用搅拌器充分搅拌10min，然后用最高压力不得高于0.35MPa的压力进行压滤，待无水乙醇压滤完毕后，再加入纯化水，继续压滤，直至完全压干；
7)将压滤好的银粉用冻干机烤盘盛好，铺平，放入冻干机内冻干24h；
8)用高速分散剂机将烘干后的银粉打散过80-100目筛，得到球状银粉；
其中，按照步骤1)的去离子水(0.9-1.1)L、AgNO3(480-520)g、氨水(1.2-1.8)g、维生素C(300-305)g、分散剂(190-195)g、步骤2)的去离子水(6.0-7.0)L、步骤4)的煮沸的去离子水(600-800)mL、步骤6)的无水乙醇(200-300)mL、油酸和硬脂酸(2.0-4.0)g、纯化水(450-550)mL的比例；
上述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，符合欧盟RoHS环保要求，具体是：铅＜1000ppm、镉＜100ppm、汞＜1000ppm、六价铬＜1000ppm、多溴联苯＜1000ppm、多溴二苯醚＜1000ppm。
2.根据权利要求1所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，其特征在于：由以下质量比例的组分制成：
金属银粉45％：球状银粉30％、片状银粉15％；
高分子树脂13.2％：氯醋1.5％、聚酯3％、氨基树脂2％、苯氧树脂2.5％和丙烯酸树脂4.2％；
有机溶剂37.3％：二乙二醇乙醚醋酸酯18.3％、丙二醇丁醚8％和DBE 11％；
功能助剂4.5％：辅助耐磨填料氮化硅0.5％、分散剂聚氨酯类物质1.0％、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯1.2％、消泡剂异辛醇0.3％、抗氧化剂苯基对苯二酚聚合物1.5％；
所述的球状银粉的粒径D50为0.8μm，振实密度为3.7g/cm3，片状银粉的粒径D50为2.8μm，振实密度为2.1g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆，其特征在于：所述片状银粉制备方法中，其中，按照步骤1)的去离子水1.04L、AgNO3 200g、步骤2)的去离子水208mL、NaOH 60g、分散剂0.8g、还原剂28g、步骤4)的煮沸的去离子水500mL、步骤6)的无水乙醇50mL、油酸和硬脂酸1.5g、步骤9)的无水乙醇250mL的比例；
所述球状银粉或类球银粉制备方法中，按照步骤1)的去离子水1.0L、AgNO3 500g、氨水1.5g、维生素C 303g、分散剂192g、步骤2)的去离子水6.4L、步骤4)的煮沸的去离子水700mL、步骤6)的无水乙醇250mL、油酸和硬脂酸3.0g、纯化水500mL的比例。
4.权利要求1-3任一所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将高分子树脂与有机溶剂混合，搅拌均匀并加热，使高分子树脂在有机溶剂中溶解完全，冷却至室温，过滤，得到高分子树脂溶液；
2)向上步骤得到的高分子树脂溶液中加入功能助剂，搅拌均匀，得到分散均匀的有机载体；
3)向上步骤得到的有机载体中添加金属银粉，搅拌均匀，使用三辊轧机进行研磨，使浆料的细度达到10μm以下，即得到所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆。
5.根据权利要求4所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的搅拌均匀并加热，是加热到至85℃，搅拌速度为800转/分钟，搅拌时间2-4小时；所述的过滤，是用300-400目聚酯网进行过滤。
6.根据权利要求4所述的一种低温耐磨、耐丙酮PCB板用导电银浆的制备方法，其特征在于：步骤2)和步骤3)所述的搅拌均匀，其中搅拌速度为800转/分钟，搅拌时间2-4小时。
CN202110987961.6A 2021-08-26 2021-08-26 一种低温耐磨、耐丙酮pcb板用导电银浆及其制备方法 Active CN113674893B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110987961.6A CN113674893B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种低温耐磨、耐丙酮pcb板用导电银浆及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110987961.6A CN113674893B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种低温耐磨、耐丙酮pcb板用导电银浆及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113674893A true CN113674893A (zh) 2021-11-19
CN113674893B CN113674893B (zh) 2023-03-17

Family

ID=78546592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110987961.6A Active CN113674893B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种低温耐磨、耐丙酮pcb板用导电银浆及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113674893B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113948236A (zh) * 2021-12-21 2022-01-18 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种耐磨损高精度油位传感器用厚膜银钯导体浆料
CN114709007A (zh) * 2022-05-07 2022-07-05 湖南省国银新材料有限公司 一种导电膜用低温快干型银浆及其制备方法
CN114864132A (zh) * 2022-04-18 2022-08-05 湖南省国银新材料有限公司 一种凹版印刷用低温快干面膜银浆及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1785558A (zh) * 2005-11-21 2006-06-14 东南大学 导电银浆用微米级球形银粉的制备方法
CN102248176A (zh) * 2011-07-15 2011-11-23 云南铜业科技发展股份有限公司 一种低烧损片状银粉的制备方法
CN102513546A (zh) * 2011-12-22 2012-06-27 肇庆市羚光电子化学品材料科技有限公司 一种功能性片状银粉及其制备方法
CN103143723A (zh) * 2013-03-27 2013-06-12 深圳市中金岭南科技有限公司 一种制备低松装密度的片状银粉的方法
CN106513699A (zh) * 2016-11-01 2017-03-22 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种太阳能电池导电银浆用银粉及制备和应用
CN110842191A (zh) * 2019-11-12 2020-02-28 广东羚光新材料股份有限公司 一种烧结活性高的银粉及其制备方法和应用
CN111790918A (zh) * 2020-09-07 2020-10-20 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种低热收缩率银粉的制备方法
CN112466509A (zh) * 2020-11-20 2021-03-09 无锡晶睿光电新材料有限公司 一种低温高耐磨导电银浆及其制备方法
CN112552852A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 中国振华集团云科电子有限公司 一种用于大功率元器件粘接高导热银浆及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1785558A (zh) * 2005-11-21 2006-06-14 东南大学 导电银浆用微米级球形银粉的制备方法
CN102248176A (zh) * 2011-07-15 2011-11-23 云南铜业科技发展股份有限公司 一种低烧损片状银粉的制备方法
CN102513546A (zh) * 2011-12-22 2012-06-27 肇庆市羚光电子化学品材料科技有限公司 一种功能性片状银粉及其制备方法
CN103143723A (zh) * 2013-03-27 2013-06-12 深圳市中金岭南科技有限公司 一种制备低松装密度的片状银粉的方法
CN106513699A (zh) * 2016-11-01 2017-03-22 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种太阳能电池导电银浆用银粉及制备和应用
CN110842191A (zh) * 2019-11-12 2020-02-28 广东羚光新材料股份有限公司 一种烧结活性高的银粉及其制备方法和应用
CN111790918A (zh) * 2020-09-07 2020-10-20 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种低热收缩率银粉的制备方法
CN112466509A (zh) * 2020-11-20 2021-03-09 无锡晶睿光电新材料有限公司 一种低温高耐磨导电银浆及其制备方法
CN112552852A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 中国振华集团云科电子有限公司 一种用于大功率元器件粘接高导热银浆及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113948236A (zh) * 2021-12-21 2022-01-18 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种耐磨损高精度油位传感器用厚膜银钯导体浆料
CN113948236B (zh) * 2021-12-21 2022-03-29 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 一种耐磨损高精度油位传感器用厚膜银钯导体浆料
CN114864132A (zh) * 2022-04-18 2022-08-05 湖南省国银新材料有限公司 一种凹版印刷用低温快干面膜银浆及其制备方法
CN114709007A (zh) * 2022-05-07 2022-07-05 湖南省国银新材料有限公司 一种导电膜用低温快干型银浆及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113674893B (zh) 2023-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113674893B (zh) 一种低温耐磨、耐丙酮pcb板用导电银浆及其制备方法
CN112466509B (zh) 一种低温高耐磨导电银浆及其制备方法
TWI490063B (zh) Silver fine particles and a method for producing the same, and an electric paste containing the silver fine particles, a conductive film, and an electronic device
CN108133768A (zh) 一种高电导率低温固化型导电浆料及其制备方法
CN113808779B (zh) 一种片式电阻器低温固化绝缘介质浆料
CN110217998B (zh) 一种无铅可低温烧结的导电银浆及其制备方法与应用
CN111276281B (zh) 一种用于低介电常数ltcc瓷体内电极的导电银浆料
KR101140270B1 (ko) 전도성 은나노입자 조성물 및 잉크와 그 제조방법
CN115160885B (zh) 一种水性石墨烯散热涂料及其制备方法
CN109616242B (zh) 一种电感用免镀端电极银浆
CN110828068A (zh) 一种环保耐低温的导电银浆的制备方法
JPS6381706A (ja) 銅系厚膜用組成物
KR101327921B1 (ko) 도전성 페이스트 및 그 제조방법
CN104575668B (zh) 一种耐磨纳米导电银浆
CN112053796B (zh) 一种抗硫化银电极浆料及其制备方法
CN113257455A (zh) 一种可低温烧结的无铅导电银浆
CN111570822A (zh) 一种纳米银粉及其制备方法
CN116948584A (zh) 一种添加了银微米棒粉的导电银胶及其制备方法
CN114603133B (zh) 一种含有多级结构纳米填料的导电银浆及其制备方法
CN111341485B (zh) 一种用于led氧化铝基片的导电银浆及其制备方法
CN113284672B (zh) 一种银纳米线导电浆料的制备方法
CN114822914A (zh) 一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料及其制备方法
CN114464343A (zh) 一种高耐磨高导电低温固化银浆及其制备方法
CN111477377B (zh) 一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆
KR101953619B1 (ko) 방사형 중공형 은 입자를 포함하는 은 분말 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant