一种易烧结pcb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，尤其涉及一种易烧结PCB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宄也就势在必行。
[0003]—般来讲，电子楽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、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。
[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。因此需要研宄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易烧结PCB电路板银浆及其制备方法，该银浆具有优异的导电性能、结合强度高、无铅环保的优点。
[0008]本发明的技术方案如下:
一种易烧结PCB电路板银浆，其特征在于由下列重量份的原料制成:玻璃粉7-10、超细银粉63-70、硬脂酸铋1-2、草酸银2-4、聚葡萄糖1_2、聚丙烯酸丁酯3_5、聚氨酯树脂1-2、醋酸纤维素酞酸酯2-3、维生素C2-4、二乙二醇乙醚3-4、丙三醇3_4、异丙醇5_6、月桂酸1-2、乙酸乙酯4-6 ;
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、36203、气相三氧化二铝、活性氧化铝、卩205、缺氧氧化铈、1%0混合，放入坩祸在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 μπι粉末，即得。
[0009]所述的易烧结PCB电路板银浆的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将聚葡萄糖、二乙二醇乙醚、丙三醇、异丙醇、月桂酸、醋酸纤维素酞酸酯、乙酸乙酯混合，加入聚丙烯酸丁酯，加热至78-83?，搅拌至树脂全部溶解，再加入聚氨酯树脂搅拌均匀，用500目的纱网过滤，除去杂质得到有机载体；
(2)将玻璃粉、硬脂酸铋、草酸银混合，在5000-7000转/分搅拌下加入超细银粉，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0.08-0.12MPa，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10000-17000厘泊，即得。
[0010]本发明的有益效果
本发明的银浆具有优异的导电性能，通过添加本发明的玻璃粉之后，浆料的润湿性、表面平滑性、相溶性、与印刷电路板的结合强度等性能都很优异，而且熔点低，易烧结成型，无铅环保；本发明银浆特别适用于大批量生产的印刷电路板，具有优良的电性能和机械性會K。
【具体实施方式】
[0011]一种易烧结PCB电路板银浆，由下列重量份(公斤)的原料制成:玻璃粉8、超细银粉68、硬脂酸铋1.6、草酸银3、聚葡萄糖1.5、聚丙烯酸丁酯4、聚氨酯树脂1.5、醋酸纤维素酞酸酯2.5、维生素C3、二乙二醇乙醚3.5、丙三醇3.5、异丙醇5.5、月桂酸1.5、乙酸乙酯5 ；
所述玻璃粉由下列重量份(公斤)的原料制成:Si02 1UV205 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，放入坩祸，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 μπι粉末，即得。
[0012]所述的易烧结PCB电路板银浆的制备方法，包括以下步骤:
(I)将聚葡萄糖、二乙二醇乙醚、丙三醇、异丙醇、月桂酸、醋酸纤维素酞酸酯、乙酸乙酯混合，加入聚丙烯酸丁酯，加热至80°C，搅拌至树脂全部溶解，再加入聚氨酯树脂搅拌均匀，用500目的纱网过滤，除去杂质得到有机载体；
(2)将玻璃粉、硬脂酸铋、草酸银混合，在6000转/分搅拌下加入超细银粉，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.llMPa，脱泡时间为7分钟，然后在三辊轧机中进行研磨、乳制，至银浆粘度为13000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0.6_，平均膜厚5 μπι,布线间距为0.9mm，电阻率为4.6X 10 5 Ω.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%。
【主权项】
1.一种易烧结PCB电路板银浆，其特征在于由下列重量份的原料制成:玻璃粉7-10、超细银粉63-70、硬脂酸铋1-2、草酸银2-4、聚葡萄糖1_2、聚丙烯酸丁酯3_5、聚氨酯树脂1-2、醋酸纤维素酞酸酯2-3、维生素C2-4、二乙二醇乙醚3-4、丙三醇3_4、异丙醇5_6、月桂酸1-2、乙酸乙酯4-6 ; 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、36203、气相三氧化二铝、活性氧化铝、卩205、缺氧氧化铈、1%0混合，放入坩祸在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 μπι粉末，即得。2.根据权利要求1所述的易烧结PCB电路板银浆的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将聚葡萄糖、二乙二醇乙醚、丙三醇、异丙醇、月桂酸、醋酸纤维素酞酸酯、乙酸乙酯混合，加入聚丙烯酸丁酯，加热至78-83?，搅拌至树脂全部溶解，再加入聚氨酯树脂搅拌均匀，用500目的纱网过滤，除去杂质得到有机载体； (2)将玻璃粉、硬脂酸铋、草酸银混合，在5000-7000转/分搅拌下加入超细银粉，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0.08-0.12MPa，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10000-17000厘泊，即得。
【专利摘要】一种易烧结PCB电路板银浆,由下列重量份的原料制成：玻璃粉7-10、超细银粉63-70、硬脂酸铋1-2、草酸银2-4、聚葡萄糖1-2、聚丙烯酸丁酯3-5、聚氨酯树脂1-2、醋酸纤维素酞酸酯2-3、维生素C2-4、二乙二醇乙醚3-4、丙三醇3-4、异丙醇5-6、月桂酸1-2、乙酸乙酯4-6；本发明的银浆具有优异的导电性能，通过添加本发明的玻璃粉之后,浆料的润湿性、表面平滑性、相溶性、与印刷电路板的结合强度等性能都很优异，而且熔点低，易烧结成型，无铅环保；本发明银浆特别适用于大批量生产的印刷电路板,具有优良的电性能和机械性能。
【IPC分类】H01B1/16, H01B13/00, H01B1/22, H05K1/09
【公开号】CN104934100
【申请号】CN201510265986
【发明人】周正红
【申请人】铜陵宏正网络科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月25日