一种含镍微粉pcb电路板导电银浆及其制备方法
【专利摘要】一种含镍微粉PCB电路板导电银浆,由下列重量份的原料制成：10-20nm镍粉3-5、30-60nm钴粉3-5、酒石酸1-2、微米级银粉50-60、卡波树脂1-2、月桂酰肌氨酸钠0.4-0.8、柠檬酸0.8-1.2、玻璃粉10-13、阿拉伯树胶1-2、超支化聚酯树脂7-9、乙酸正丁酯9-13、2-乙基-4-甲基咪唑1-2、异佛尔酮3-5、环己酮2-4；本发明的银浆添加了纳米级镍粉和钴粉，与微米级银粉互相穿插弥补孔隙，增强了导电性；通过使用本发明的玻璃粉，熔点低，不影响导电性，粘结牢固，耐摩擦。
【专利说明】一种含镍微粉PCB电路板导电银浆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子浆料【技术领域】，尤其涉及一种含镍微粉PCB电路板导电银浆及其 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] -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含镍微粉PCB电路板导电银浆及其制备方法，该银浆 导电性好，粘结牢固，耐摩擦。
[0008] 本发明的技术方案如下： 一种含镍微粉PCB电路板导电银浆，其特征在于由下列重量份的原料制成：10-20nm 镍粉3-5、30-60nm钴粉3-5、酒石酸1-2、微米级银粉50-60、卡波树脂1-2、月桂酰肌氨酸钠 0. 4-0. 8、柠檬酸0. 8-1. 2、玻璃粉10-13、阿拉伯树胶1-2、超支化聚酯树脂7-9、乙酸正丁酯 9- 13、2_乙基-4-甲基咪唑1-2、异佛尔酮3-5、环己酮2-4 ; 所述玻璃粉由下列重量份的原料制成：Si02 10-13、V205 15-18、Sb203 5-7、气相三氧 化二铝2-4、活性氧化铝15-18、P205 4-6、缺氧氧化铈3-6、Mg02-3、四针状氧化锌晶须2-4 ; 制备方法为：将3丨02、￥205、56203、气相三氧化二铝、活性氧化铝、卩205、缺氧氧化铈、1%0混 合，放入坩埚在1100-1400°C加热熔化成液体，再加入四针状氧化锌晶须，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7-10 μ m粉末，即得。
[0009] 所述的含镍微粉PCB电路板导电银浆的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 将乙酸正丁酯、异佛尔酮、环己酮混合，加入卡波树脂、阿拉伯树胶、超支化聚酯树 月旨，加热至80-84°C，搅拌至树脂全部溶解，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、柠檬酸、月桂酰肌氨酸钠混合，在5000-7000转/分搅拌下加入 10- 20nm镍粉、30-60nm钴粉，搅拌10-20分钟，再加入微米级银粉，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30-50分钟，再超声分散6-8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0.08-0. llMPa，脱泡时间为6-9 分钟，然后在三辊轧机中进行研磨、乳制，至银浆粘度为10000-20000厘泊，即得。
[0010] 本发明的有益效果 本发明的银浆添加了纳米级镍粉和钴粉，与微米级银粉互相穿插弥补孔隙，增强了导 电性；通过使用本发明的玻璃粉，熔点低，不影响导电性，粘结牢固，耐摩擦。
【具体实施方式】
[0011] 一种含镍微粉PCB电路板导电银浆，由下列重量份（公斤）的原料制成：10-20nm 镍粉4、30-60nm钴粉4、酒石酸1. 5、微米级银粉55、卡波树脂1. 5、月桂酰肌氨酸钠0. 6、柠 檬酸1. 〇、玻璃粉12、阿拉伯树胶1. 5、超支化聚酯树脂8、乙酸正丁酯11、2_乙基-4-甲基 咪唑1. 5、异佛尔酮4、环己酮3 ; 所述玻璃粉由下列重量份(公斤）的原料制成：Si02 11、V205 17、Sb203 6、气相三氧化 二铝3、活性氧化铝17、P205 5、缺氧氧化铈4、Mg02. 5、四针状氧化锌晶须3 ;制备方法为： 将Si02、V205、Sb203、气相三氧化二铝、活性氧化铝、P205、缺氧氧化铈、MgO混合，放入坩 埚，在1300°C加热熔化成液体，再加入四针状氧化锌晶须，搅拌均匀后进行真空脱泡，真空 度为0.12MPa，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9 μ m粉末，即得。
[0012] 所述的含镍微粉PCB电路板导电银浆的制备方法，包括以下步骤： (1)将乙酸正丁酯、异佛尔酮、环己酮混合，加入卡波树脂、阿拉伯树胶、超支化聚酯树 月旨，加热至82°c，搅拌至树脂全部溶解，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、柠檬酸、月桂酰肌氨酸钠混合，在6000转/分搅拌下加入 10-20nm镍粉、30-60nm钴粉，搅拌15分钟，再加入微米级银粉，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40分钟，再超声分散7分钟，得到均勻的 浆体； (3) 将步骤（2)得到的浆体进行真空脱泡，真空度为O.llMPa，脱泡时间为8分钟，然 后在三辊轧机中进行研磨、乳制，至银浆粘度为14000厘泊，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640°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0.7mm，平均 膜厚5μπι，布线间距为0.7_，电阻率为4·8Χ1(Γ 5Ω ·πι。
[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5块电路板的导电线路从承印物上脱落，成品率99.5%。
【权利要求】
1. 一种含镍微粉PCB电路板导电银浆，其特征在于由下列重量份的原料制成： 10-20nm镍粉3-5、30-60nm钴粉3-5、酒石酸1-2、微米级银粉50-60、卡波树脂1-2、月桂酰 肌氨酸钠〇. 4-0. 8、柠檬酸0. 8-1. 2、玻璃粉10-13、阿拉伯树胶1-2、超支化聚酯树脂7-9、乙 酸正丁酯9-13、2-乙基-4-甲基咪唑1-2、异佛尔酮3-5、环己酮2-4 ; 所述玻璃粉由下列重量份的原料制成：Si02 10-13、V205 15-18、Sb203 5-7、气相三氧 化二铝2-4、活性氧化铝15-18、P205 4-6、缺氧氧化铈3-6、Mg02-3、四针状氧化锌晶须2-4 ; 制备方法为：将3丨02、￥205、56203、气相三氧化二铝、活性氧化铝、卩205、缺氧氧化铈、1%0混 合，放入坩埚在1100-1400°C加热熔化成液体，再加入四针状氧化锌晶须，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7-10 μ m粉末，即得。
2. 根据权利要求1所述的含镍微粉PCB电路板导电银浆的制备方法，其特征在于包括 以下步骤： (1) 将乙酸正丁酯、异佛尔酮、环己酮混合，加入卡波树脂、阿拉伯树胶、超支化聚酯树 月旨，加热至80-84°C，搅拌至树脂全部溶解，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、柠檬酸、月桂酰肌氨酸钠混合，在5000-7000转/分搅拌下加入 10-20nm镍粉、30-60nm钴粉，搅拌10-20分钟，再加入微米级银粉，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30-50分钟，再超声分散6-8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0.08-0. llMPa，脱泡时间为6-9 分钟，然后在三辊轧机中进行研磨、乳制，至银浆粘度为10000-20000厘泊，即得。
【文档编号】H01B1/22GK104143376SQ201410303517
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】柏万春, 严正平, 柏寒 申请人:永利电子铜陵有限公司