一种pcb印刷电路板银浆及其制备方法
【专利摘要】一种PCB印刷电路板银浆，由下列重量份的原料制成：玻璃粉8-10、10-15μm片状银粉40-50、纳米级片状银粉15-20、银包镍粉10-15、双酚F型环氧树脂8-12、肉豆蔻酸异丙酯1-2、酒石酸1-2、癸二酸2-3、纳米甲壳素0.3-0.5、聚乙烯醇1-2、松油醇4-6、2-甲基咪唑0.3-0.5、丁卡必醇4-6、甲基溶纤剂3-5、丁卡必醇醋酸酯3-5；本发明的银浆通过使用不同粒径的片状银粉，使得接触紧密，导电性好；通过使用银包镍粉，节约了成本；本发明银浆的生产工艺独特，能够防止银粉团聚而影响导电性；本发明的银浆印刷性能好，电路板成品率高，不易脱落，使用时间长。
【专利说明】 一种PCB印刷电路板银浆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子浆料【技术领域】，尤其涉及一种PCB印刷电路板银浆及其制备方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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、钼粉、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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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】
[0007]本发明的目的在于提供一种PCB印刷电路板银浆及其制备方法，该银浆导电性好，节约了成本，印刷性能好，电路板成品率高，不易脱落，使用时间长。
[0008]本发明的技术方案如下:
一种PCB印刷电路板银浆，其特征在于由下列重量份的原料制成:玻璃粉8-10、10-15 μ m片状银粉40-50、纳米级片状银粉15-20、银包镍粉10-15、双酚F型环氧树脂8-12、肉豆蘧酸异丙酯1-2、酒石酸1-2、癸二酸2-3、纳米甲壳素0.3-0.5、聚乙烯醇1_2、松油醇4_6、2_甲基咪唑0.3-0.5、丁卡必醇4-6、甲基溶纤剂3_5、丁卡必醇醋酸酯3_5 ；
所述玻璃粉由下列重量份的原料制成:硼砂15-17、Si026-9、Bi2O3 20-25、Al2O3 5-8、Li2O 3-5、Mg03-6、NaF2_4、Ti023_6、Zn04_7、K201_2、缺氧氧化铈 1-2、霞石粉 2-4、纳米玉石粉 2-5 ;制备方法为:将硼砂、Si02、Bi2O3' Al2O3' Li2O' Mg。、NaF、Ti02、Zn。、K20、缺氧氧化铈混合，放入坩埚在1100-140(TC加热熔化成液体，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2-6 μ m粉末，再与霞石粉、纳米玉石粉混合均匀，即得。
[0009]所述的PCB印刷电路板银浆的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将松油醇、丁卡必醇、聚乙烯醇、甲基溶纤剂、丁卡必醇醋酸酯、癸二酸、肉豆蘧酸异丙酯混合，加入双酚F型环氧树脂，加热至80-83°C，搅拌至树脂全部溶解，再加入纳米甲壳素搅拌均匀，用500目的纱网过滤，除去杂质得到有机载体；
(2)将玻璃粉、酒石酸混合，在5000-7000转/分搅拌下加入10-15μ m片状银粉，搅拌10-20分钟，再加入纳米级片状银粉、银包镍粉，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10-15分钟，再超声分散8-12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0.04-0.06MPa，脱泡时间为8-12分钟，然后在三辊轧机中进行研磨、轧制，至银浆细度达到3-5微米，即得。
[0010]本发明的有益效果
本发明的银浆通过使用不同粒径的片状银粉，使得接触紧密，导电性好；通过使用银包镍粉，节约了成本；本发明银浆的生产工艺独特，能够防止银粉团聚而影响导电性；本发明的银浆印刷性能好，电路板成品率高，不易脱落，使用时间长。
【具体实施方式】
[0011]一种PCB印刷电路板银浆，由下列重量份(公斤)的原料制成:玻璃粉9、13μπι片状银粉45、纳米级片状银粉18、银包镍粉13、双酚F型环氧树脂10、肉豆蘧酸异丙酯1.5、酒石酸1.5、癸二酸2.5、纳米甲壳素0.4、聚乙烯醇1.5、松油醇5、2_甲基咪唑0.4、丁卡必醇5、甲基溶纤剂4、丁卡必醇醋酸酯4 ；
所述玻璃粉由下列重量份(公斤)的原料制成:硼砂16、Si027、Bi2O3 23、Al2O3 6、Li2O
4、MgO 5、NaF 3、Ti024、ZnO 6、K2O 1.5、缺氧氧化铈1.5、霞石粉3、纳米玉石粉3 ;制备方法为:将硼砂、S12, Bi203、A1203、Li2O, MgO, NaF、T12, ZnO, K20、缺氧氧化铈混合，放入坩埚在1200°C加热熔化成液体，搅拌均匀后进行真空脱泡，真空度为0.13MPa，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3 μ m粉末，再与霞石粉、纳米玉石粉混合均匀，即得。
[0012]所述的PCB印刷电路板银浆的制备方法，包括以下步骤:
(I)将松油醇、丁卡必醇、聚乙烯醇、甲基溶纤剂、丁卡必醇醋酸酯、癸二酸、肉豆蘧酸异丙酯混合，加入双酚F型环氧树脂，加热至82°C，搅拌至树脂全部溶解，再加入纳米甲壳素搅拌均匀，用500目的纱网过滤，除去杂质得到有机载体；
(2)将玻璃粉、酒石酸混合，在6000转/分搅拌下加入13μ m片状银粉，搅拌15分钟，再加入纳米级片状银粉、银包镍粉，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13分钟，再超声分散10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0.05MPa，脱泡时间为10分钟，然后在三辊轧机中进行研磨、轧制，至银浆细度达到4微米，即得。
[0013]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630°C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0.5_，平均膜厚5μπι，布线间距为0.7mm，电阻率为4.8Χ10_5Ω.m。
[0014]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，有2块电路板的导电线路从承印物上脱落，成品率99.8%。
【权利要求】
1.一种PCB印刷电路板银浆，其特征在于由下列重量份的原料制成:玻璃粉8-10、10-15 μ m片状银粉40-50、纳米级片状银粉15-20、银包镍粉10-15、双酚F型环氧树脂8-12、肉豆蘧酸异丙酯1-2、酒石酸1-2、癸二酸2-3、纳米甲壳素0.3-0.5、聚乙烯醇1_2、松油醇4_6、2_甲基咪唑0.3-0.5、丁卡必醇4-6、甲基溶纤剂3_5、丁卡必醇醋酸酯3_5 ； 所述玻璃粉由下列重量份的原料制成:硼砂15-17、Si026-9、Bi2O3 20-25、Al2O3 5-8、Li2O 3-5、Mg03-6、NaF2_4、Ti023_6、Zn04_7、K201_2、缺氧氧化铈 1-2、霞石粉 2-4、纳米玉石粉 2-5 ;制备方法为:将硼砂、Si02、Bi2O3' Al2O3' Li2O' Mg。、NaF、Ti02、Zn。、K20、缺氧氧化铈混合，放入坩埚在1100-140(TC加热熔化成液体，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2-6 μ m粉末，再与霞石粉、纳米玉石粉混合均匀，即得。
2.根据权利要求1所述的PCB印刷电路板银浆的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将松油醇、丁卡必醇、聚乙烯醇、甲基溶纤剂、丁卡必醇醋酸酯、癸二酸、肉豆蘧酸异丙酯混合，加入双酚F型环氧树脂，加热至80-83°C，搅拌至树脂全部溶解，再加入纳米甲壳素搅拌均匀，用500目的纱网过滤，除去杂质得到有机载体； (2)将玻璃粉、酒石酸混合，在5000-7000转/分搅拌下加入10-15μ m片状银粉，搅拌10-20分钟，再加入纳米级片状银粉、银包镍粉，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10-15分钟，再超声分散8-12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0.04-0.06MPa，脱泡时间为8-12分钟，然后在三辊轧机中进行研磨、轧制，至银浆细度达到3-5微米，即得。
【文档编号】H01B1/22GK104036845SQ201410197300
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】黄志远, 祝小勇 申请人:铜陵市超远精密电子科技有限公司