专利名称：线路板导电胶和单双面多层印刷电路板及制作方法
技术领域：
本发明涉及一种导电胶，更具体地说，尤其涉及一种塞孔用的导电胶及用该导电胶制造的单双面多层印刷电路板。
背景技术：
众所周知的，现时市场上的双面多层线路板的贯通孔技术采用大多是电镀技术， 电镀技术除了造成环境污染外，在生产成本上也给企业造成极大的压力。故此，越来越多的印制线路板企业会考虑不采用电镀技术来处理贯通孔，一般都会采用银浆贯孔、铜浆贯孔、 碳墨贯孔等手法，银浆贯孔成本高，大多不被采用，碳墨贯孔电阻值大，使用范围局限性很大，而且也只能制作一些要求较低的产品。铜浆贯孔成本适中，但由于铜氧化快，生产时操作较困难，特别是不耐酸碱，容易被酸碱腐蚀，造成贯通能力大打折扣。以上的几种贯孔方法还存在耐热冲击的可靠性，电阻值的稳定性和附着力度变弱等问题。如专利号为“99106371. 6”的发明专利公开了一种小孔填充用的导电胶，该导电胶为了提高耐热冲击可靠性，电阻值的稳定性和附着力的稳定性等问题，提出了导电胶的粘度和TI值越低越好，将TI值调整在1. 0以下以加强印刷的效果，令通孔饱满，但行业内专业人士所共知的是，这种作法必然会造成基板两面有导电胶冒出，必须增加打磨工序，将冒出的导电胶磨去，不然就会出现热压合后表面层铜箔破损或由于溢胶而造成的线路短路等问题。另外，该导电胶为了增加其在基板及其与铜箔之间的附着力，而将导电胶之载体-环氧化合物树脂的比例设定为30%以上，众所周知，树脂含量高导电物质就要相应减少其电阻值就会降低，树脂含量高，在受热冲击后，导电胶的膨胀率就较高，进一步影响电阻值，这样，在线路板的实际生产操作过程中，各施工的操作参数就要求相对严格，稍有偏差就会造成不良，令其品质保障系数降低，潜在的品质风险较大。还有，该导电胶要求的金属导电粒子的“平均粒径为0. 5 20um，其比表面积为0. 05 105m2/g”在导电粒子的选料上也带来诸多不便，成本上升。还有该导电胶针对较大的导通孔，辟如0. 5mm以上的孔， 容易在孔内造成气泡，经热冲击后容易爆孔等等，使其应用范围变小，操作便利性下降等情况。因此，如何解决上述问题，为亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在提供成本少、吸附性好、应用范围广，品质保障系数较好且便于操作的一种线路板塞孔导通的导电胶，本发明还提供使用该导电胶的单双面多层印刷电路板及制作方法。本发明的一种用于线路板塞孔导通的导电胶，包含重量比为5% 的㈧耐高温树脂、至少包含70% 5%的(B)锡或锡合金导电粒子和余量的(C)其它金属或非金属的导电粒子。上述的用于线路板塞孔导通的导电胶，所述的耐高温树脂包括环氧化合物树脂、 聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂，乙烯类聚合物、丙烯酸类树脂、聚醚、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯中选择至少一种。上述的用于线路板塞孔导通的导电胶，金属导电粒子的选料范围如下①从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择至少一种的粒子。②从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择的任意组合的合金粒子。③以导电或非导电粒子为核，用从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择至少一种金属包覆的粒子。④以导电或非导电粒子为核，用从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择的任意组合的合金包覆的粒子。上述的用于线路板塞孔导通的导电胶，非金属导电粒子选料范围如下包括炭黑、碳纤维、石墨等任意一种粒子或任意一种组合的粒子。上述的用于线路板塞孔导通的导电胶，所述的耐高温树脂还包括与树脂和导电粒子相匹配的填充料以及与树脂和填充料相匹配的各种增进剂；所述的填充料导电钛白粉类的填充料；所述的增进剂为树脂固化剂、增塑剂、消泡剂、TI调整剂类的增进剂。上述的用于线路板塞孔导通的导电胶，所述的锡合金导电粒子为锡铝合金、锡铋合金、锡银合金、锡铜合金，锡铅合全，锡铟氧化物、掺锑氧化锡及各种镀锡材料。本发明的一种双面多层印刷电路板，包括绝缘基材、复合在绝缘基材一侧的铜箔层，在上述复合板上开设导通孔，在绝缘基材的另一侧贴设有铜箔层，如上述任一权利要求所述的导电胶设置在上下铜箔之间的导通孔内。上述的双面多层印刷电路板，所述的绝缘基材可以是带有热熔粘胶的聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺的耐高温材料或是聚酰胺纤维布浸渗或涂布热固性树脂的复合基材或是玻璃环氧型基材。本发明的一种双面多层印刷电路板的制作方法，包括如下步骤1)将一面铜箔以低温预压在绝缘基材的任意一面，形成单面覆铜基料，然后加工导通孔；幻将另一面铜箔复合在绝缘基材的另一面上，导通孔形成“凹”槽；幻将上述任一权利要求所述的导电胶施印至所述的“凹”槽中固化，令两面铜箔导通和加工双面电路板两面的线路。上述的一种用导电胶制作双面多层印刷电路板的制作方法，在上述的步骤1 3 的基础上增加步骤4)然后再在内层两面覆合一层加工好导通孔的绝缘基材和铜箔，形成 “凹，，槽，施印导电胶，令内层与外一层线路导通和加工双面电路板两面的线路，依此步骤类推，形成更多层数的多层线路板。上述的一种用导电胶制作双面多层印刷电路板的制作方法，多层线路板的凹槽处的导电胶，也可以先加工线路再将导电胶施印至凹槽中固化。本方案制作的导电胶有以下几方面的优点第一、导电胶的载体-A材料，其优选重量比设定为15-25%，降低了 A材料在受热冲击后的膨胀系数，减少热冲击对其之影响。 第二、A材料的选择范围可以是亲水性的树脂，也可以是亲油性的树脂，导电胶的固化方式也是多样的，可以是自然干燥的也可以是UV干燥的和热固化的等。第三、最关键的是，本方案设定有优选重量比为20-50%的锡粒子在里面，配合本方案提出的线路板制作方法，锡粒子在经热冲击或制作好的线路板在焊电子元件的工序段时，经受高温后锡粒子熔融，把设定在本方案里的金属粒子与线路板的铜箔紧密接着，故其附着力会非常好。第四、本方案中 C材料的选料范围很宽，只要是1500目以上、方便通过印刷网版的金属粒子，不管是片状还是圆珠状，或是其它不规则的形状都可以被选用，大大降低了成本。第五、抗酸碱腐蚀能力强，因金属锡本身耐碱腐蚀能力强，故本方案的导电胶在线路板制作及使用过程中无需刻意避开酸碱物，方便了制程的制作。第六、本方案导电胶的粘度和TI值，不需特别设定，配合本方案提出的制作线路板方法的使用，只需满足印刷所求就行，方便了导电胶的制作及其制作线路板时的应用。
下面将结合附图中的具体实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。图1为本发明的一种双面多层印刷电路板的制作方法的结构及步骤示意图；图2为本发明的另一种双面多层印刷电路板的制作方法的结构及步骤示意图；图3为本发明的再一种双面多层印刷电路板的制作方法的结构及步骤示意图。图4为本发明的一种双面多层印刷电路板结构示意图。
具体实施例方式本发明的一种用于线路板塞孔导通的导电胶，包含重量比为5% 的㈧耐高温树脂、至少包含70% 5%的(B)锡或锡合金导电粒子和余量的(C)其它金属或非金属的导电粒子。耐高温树脂包括环氧化合物树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂，乙烯类聚合物、丙烯酸类树脂、聚醚、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯中选择至少一种。金属导电粒子的选料范围如下①从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择至少一种的粒子。②从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择的任意组合的合金粒子。③以导电或非导电粒子为核，用从金、钼、银、钯、铜、镍、铝铟中选择至少一种金属包覆的粒子。④以导电或非导电粒子为核，用从金、钼、银、钯、铜、镍、铝铟中选择的任意组合的合金包覆的粒子。非金属导电粒子选料范围如下包括炭黑、碳纤维、石墨等任意一种粒子或任意一种组合的粒子。耐高温树脂还包括与树脂和导电粒子相匹配的填充料以及与树脂和填充料相匹配的各种增进剂；所述的填充料导电钛白粉类的填充料；所述的增进剂为树脂固化剂、增塑剂、消泡剂、TI调整剂类的增进剂。锡合金导电粒子为锡铝合金、锡铋合金、锡银合金、锡铜合金，锡铅合全，锡铟氧化物、掺锑氧化锡及各种镀锡材料。C材料中的各种材料可以是圆珠状或片状或其它不规则状态的。如图1 3所示，一种双面多层印刷电路板，包括绝缘基材1、复合在绝缘基材1 一侧的铜箔层2，在上述复合板上开设导通孔3，在绝缘基材1的另一侧贴设有铜箔层2，如上述的导电胶4)设置在上下铜箔之间的导通孔3内。绝缘基材可以是带有热熔粘胶的聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等耐高温材料或是聚酰胺纤维布浸渗或涂布热固性树脂的复合基材或是玻璃环氧型基材。本组合导电胶应用于单、双面，多层线路板生产制作时的线路印刷(即直接代替导通线路)和层与层之间的粘合层、层与层之间的通孔导通、线与线之间粘合、修补连接和线路板与电子元件之间的焊接等作用。本组合导电胶除应用于硬性线路板外还可以适用于柔性线路板和柔-硬结合线路板，以及印刷在聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等材料上，作为粘合、灌孔、导通、线路连接和焊接使用。本组合导电胶还可以应用于各种电子元件的粘接、封装和焊接使用。如图1 2所示，一种双面多层印刷电路板的制作方法，包括如下步骤1)将一面铜箔以低温预压在绝缘基材的任意一面，形成单面覆铜基料，然后加工导通孔；幻将另一面铜箔复合在绝缘基材的另一面上，导通孔形成“凹”槽；幻将上述任一权利要求所述的导电胶施印至所述的“凹”槽中固化，令两面铜箔导通和加工双面电路板两面的线路。如图3所示，一种用导电胶制作双面多层印刷电路板的制作方法，在权利要求9所述的步骤1 3的基础上增加步骤4)然后再在内层两面覆合一层加工好导通孔的绝缘基材和铜箔，形成“凹”槽，施印导电胶，令内层与外一层线路导通，依此步骤类推，形成更多层数的多层线路板和加工双面电路板两面的线路。—种用导电胶制作双面多层印刷电路板的制作方法，多层线路板的凹槽处的导电胶，也可以先加工线路再将导电胶施印至凹槽中固化。导电胶具体实施时的制作方法1、将A材料中的耐高温树脂溶于与之相匹配的溶剂中，然后加入填充料及各功能增进剂等，制作成溶液一；2、将A材料中耐高温树脂的固化剂溶于溶剂中，经三辊研磨机充分研磨，制作成溶液二。(根据选用的A材料的树脂而定，如不需固化剂的，则免去此工序)；3、将B材料和C材料分别加入与A材料相匹配的溶液之中，充分搅拌后，经三辊研磨机研磨二至四次，制作成溶液三。4、使用时将溶液二按比例加入溶液三中，充分搅拌均勻，使用稀释剂调制适合印刷或涂布的粘度，即可使用。如无固化剂的则直接调整粘度后使用。5、印刷或涂布后的涂层经自然风干或UV固化或经130°C-230°C X15-30分钟(固化的方式和条件温度因选用的树脂及固化剂而定)固化即可。导电胶的制作的具体实施例本例举方案采用的是98%左右的聚酯树脂(聚酯树脂是各种导电银浆、导电铜浆、导电碳浆经常使用的树脂之一，在各化工市场均很容易得到)作为A材料，采用2000目的纯锡粉作为B材料，采用2000目的银包铜片状粉沫作为C材料(以上产品在化工市场均有销售)，采用783慢干水作水溶剂调配，采用比例为，A材料20 % B材料35 % C材料45 %， 783慢干水应需要加入。首先将B材料各C材料分别加入少量783慢干水，使之湿润，然后将B材料和C材料加入A材料中充分搅拌后，放入三辊研磨机研磨三次，制得导电胶，采用日本生产的RION VISCOTESTER VT-04F粘度计2号检测针作检测，将导电胶粘度调整到25°C时为100PS，即可使用。
3、6、9 号品耐高温树脂采用5 %体积和锡或锡合金粒子采用5 %体积，则铜粉采用90 %体积。4、7、10 号品耐高温树脂采用25 %体积和锡或锡合金粒子采用30%体积，则铜粉采用45 %体积。12 号品耐高温树脂采用35 %体积和锡或锡合金粒子采用30%体积，则铜粉采用35 %体积。13 号品耐高温树脂采用四%体积和锡或锡合金粒子采用41 %体积，则铜粉采用30 %体积。(一 )基材选用1、0. Imm厚度的无热熔胶聚酰亚胺基材。2,0. Imm厚度的单面涂半固化热熔胶的聚酰亚胺基材(热熔胶厚度为30um)3,0. Imm厚度的双面涂半固化热熔胶的聚酰亚胺基材(热熔胶厚度为30um)4、厚度为18um的纯铜箔。以上材料市场均有销售。( 二 )线路板制作实施方案
实施方案一(单面板之制作)基材0. 1匪的无热熔胶聚酰亚胺；印刷工具77T(即200目)的丝网；操作方法1、裁取基材后将基材表面的灰尘油渍等清除干净；2、采用77Τ丝网直接在基材表面印刷线路；3、印刷后经130°C -150°C X30分钟烘干即得到线路层；4、应用行业内所共知的方法制作保护层和字符层，即可得出完整的线路板。实施方案二(双面板之制作之一)基材1、0. Imm厚度的单面涂半固化热熔胶的聚酰亚胺基材(热熔胶厚度为 30um)；2、18UM 铜箔导通孔的孔径0. 5匪印刷工具:77T(即200目)丝网操作方法1、先将单面覆有30um厚度的半固化热溶树脂的聚酰亚胺基材依工程资料采用机械冲压，机械钻孔或激光钻孔等形式加工导通孔及定位孔等；2、将加工好导通孔的基材与铜箔压合在一起，压合条件为温度180°C，压力100公斤，时间60秒；3、将压合好的基材径150°C X60分钟固化；4、采用行业内熟知的腐蚀方法将铜箔的一面的线路制作出来；5、在没有铜箔的一面用本方案导电胶采用连塞带印的方法印刷线路。导电胶穿过此前留好的导通孔与铜箔面导通。经150°C X30分钟烘干后便制成双面导通的线路板。6、用行之内所熟知方法制作防焊层及字符即得出完整的双面板线路板；7、本实施方案中第4步聚和第5步聚的顺序可根据工厂的设备状况和工程人员的设计方案等实际情况灵活调换顺序制作，其做法和效果是一样的。实施方案三(双面板制作之二 )基材1、10. Imm厚度的双面涂半固化热熔胶的聚酰亚胺基材(热熔胶厚度为 30um)2、18UM 铜箔；导通孔的孔径0. 5MM。印刷工具77T(即200目)丝网。操作方法1、先将一面铜箔预压合在双面覆胶的基材的一面上，条件为温度 80-100°C，压力60-80公斤，时间15-25秒。2、然后再依据工程资料将其加工好通孔和定位孔等。3、再将另一面(没有铜箔面)覆上铜箔，经压合机压合成型，压合条件为温度 180°C，压力100-120公斤，时间80秒。4、再将压合好的双面铜箔基材经150°C X60分钟固化就制作好了其中一面铜箔不开通孔，另一面连基料一起开好通孔的基板，通孔处呈“凹”槽状。5、在“凹”槽处印刷导电胶。然后经150°C X30分钟烘干即可。6、再用行业内所熟知的方法制作出两面线路。7、再用行业内所熟知的方法制作防焊层和字符等就形成了完整的线路板。8、本实施方案中的第5步聚和第6步聚可互相灵活调换顺序其制作方法和效果是一样的。实施方案四(多层板之制作之四层板制作)1、采用本例举实施方案三之方法先制作出第二第三层线路。2、采用双面覆胶聚酰亚胺预压出第一层和第四层铜箔。3、将预压合好的第一层和第四层加工导通孔及定位孔。4、将加工好导通孔的第一层和第四层分别压合在第二和第三层上。5、在两面凹槽处施印导电胶并固化。6、采用行业内所熟知的方法制作第一和第四层线路。7、采用行业所熟知的方法制作防焊层和字符层即制作成完整的四层线路板。另外六层以上线路板可依照方案四中的第2、3、4、5、6步骤，由里往外加层即可。三、功能测试(一)测试条件基材0. IMM厚度的双面带半固化热熔胶的聚酰亚胺基材(热熔胶厚度为30UM)铜箔厚度18UM导通孔直径0. 5MM印刷工具0. 1匪厚度的铝片塞孔网版(二)制作过程1、先将一面铜箔预压在基材的其中一面上，预压条件温度80°C，压力80KG，时间20秒。2、将预压好一面铜箔的基材采用机械钻孔方法钻好直径为0. 5MM的导通孔。3、将钻好导通孔的基材与另一面铜箔压合在一起，制作成一面带通孔的双面覆铜基材。4、依据基材的钻孔数据制作铝片塞孔网版。5、采用线路板行业所熟知的方法制作出线路。6、施印导电胶以及固化等。(三)测试品1号品日本生产的ASAHI TU-30SK导电碳浆。2号品日本生产的ASAHI导电银浆。
权利要求
1.一种用于线路板塞孔导通的导电胶，包含重量比为5% 四％的㈧耐高温树脂、 至少包含70% 5%的(B)锡或锡合金导电粒子和余量的(C)其它金属或非金属的导电粒子。
2.根据权利要求1所述的用于线路板塞孔导通的导电胶，其特征在于所述的耐高温树脂包括环氧化合物树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂，乙烯类聚合物、丙烯酸类树脂、聚醚、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯中选择至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于线路板塞孔导通的导电胶，其特征在于金属导电粒子的选料范围如下①从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择至少一种的粒子。②从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择的任意组合的合金粒子。③以导电或非导电粒子为核，用从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择至少一种金属包覆的粒子。④以导电或非导电粒子为核，用从金、钼、银、钯、铜、镍、铝、铟中选择的任意组合的合金包覆的粒子。
4.根据权利要求1所述的用于线路板塞孔导通的导电胶，其特征在于非金属导电粒子选料范围如下包括炭黑、碳纤维、石墨等任意一种粒子或任意一种组合的粒子。
5.根据权利要求1所述的用于线路板塞孔导通的导电胶，其特征在于所述的耐高温树脂还包括与树脂和导电粒子相匹配的填充料以及与树脂和填充料相匹配的各种增进剂； 所述的填充料导电钛白粉类的填充料；所述的增进剂为树脂固化剂、增塑剂、消泡剂、TI调整剂类的增进剂。
6.根据权利要求1所述的用于线路板塞孔导通的导电胶，其特征在于所述的锡合金导电粒子为锡铝合金、锡铋合金、锡银合金、锡铜合金，锡铅合全，锡铟氧化物、掺锑氧化锡及各种镀锡材料。
7.一种双面多层印刷电路板，其特征在于包括绝缘基材(1)、复合在绝缘基材(1) 一侧的铜箔层O)，在上述复合板上开设导通孔(3)，在绝缘基材(1)的另一侧贴设有铜箔层 O)，如上述任一权利要求所述的导电胶(4)设置在上下铜箔之间的导通孔(3)内。
8.根据权利要求7所述的双面多层印刷电路板，其特征在于所述的绝缘基材可以是带有热熔粘胶的聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺的耐高温材料或是聚酰胺纤维布浸渗或涂布热固性树脂的复合基材或是玻璃环氧型基材。
9.一种双面多层印刷电路板的制作方法，包括如下步骤1)将一面铜箔以低温预压在绝缘基材的任意一面，形成单面覆铜基料，然后加工导通孔；幻将另一面铜箔复合在绝缘基材的另一面上，导通孔形成“凹”槽；幻将上述任一权利要求所述的导电胶施印至所述的 “凹”槽中固化，令两面铜箔导通和加工双面电路板两面的线路。
10.根据权利要求9所述的一种用导电胶制作双面多层印刷电路板的制作方法，在权利要求9所述的步骤1 3的基础上增加步骤4)然后再在内层两面覆合一层加工好导通孔的绝缘基材和铜箔，形成“凹”槽，施印导电胶，令内层与外一层线路导通和加工双面电路板两面的线路，依此步骤类推，形成更多层数的多层线路板。
全文摘要
本发明公开了一种用于线路板塞孔导通的导电胶，包含重量比为5％～29％的(A)耐高温树脂、至少包含70％～5％的(B)锡或锡合金导电粒子和余量的(C)其它金属或非金属的导电粒子；用该导电胶制作双面多层印刷电路板及制作该电路板的方法，其中将一面铜箔以低温预压在绝缘基材的任意一面，形成单面覆铜基料；加工导通孔，将另一面铜箔复合在绝缘基材的另一面上，导通孔形成；将上述含5％～29％体积的耐高温树脂、含5％～70％的锡及锡合金粒子和导电粒子的导电胶施印在所述的凹槽中固化，令两面铜箔电连接；加工双面电路板两面的线路；本发明具有成本少、吸附性好、应用范围广，品质保障系数较好且便于操作的特点。
文档编号C09J163/00GK102559092SQ20121002623
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者吴祖 申请人:吴祖