一种pcb电路板导电银浆及其制备方法
【专利摘要】一种PCB电路板导电银浆,由下列重量份的原料制成：10-20nm银粉5-10、1-10μm银粉30-40、含银10-15%的片状银包铜粉15-20、硅烷偶联剂KH-5600.2-0.3、玻璃粉8-12、聚乙烯吡咯烷酮0.5-1、聚乙烯醇缩丁醛7-9、乙基纤维素3-5、乙二醇6-8、邻苯二甲酸酯2-4、乙酸异戊酯4-6、环己酮5-7、二乙二醇乙醚醋酸酯2-4、维生素C1-2；本发明的银浆节约了银粉的用量，具有优异的导电效果，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有很大的改善，而且银浆印刷是不易形成气孔、裂缝等缺陷。
【专利说明】-种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PCB电路板导电银浆及其制备方法，该银浆节约了银 粉的用量，具有优异的导电性，粘结强度高，不易形成气孔、裂缝等缺陷，在高温加工过程 中不易被氧化。
[0008] 本发明的技术方案如下： 一种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银粉5-10、 1-10 μ m银粉30-40、含银10-15%的片状银包铜粉15-20、硅烷偶联剂KH-560 0. 2-0. 3、玻 璃粉8-12、聚乙烯吡咯烷酮0. 5-1、聚乙烯醇缩丁醛7-9、乙基纤维素3-5、乙二醇6-8、邻苯 二甲酸酯2-4、乙酸异戊酯4-6、环己酮5-7、二乙二醇乙醚醋酸酯2-4、维生素 C1-2 ; 所述玻璃粉由下列重量份的原料制成：硼砂15-17、Si026-9、Bi203 20-25、A1203 5-8、 Li20 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、Bi203、A1203、Li 20、MgO、NaF、Ti02、ZnO、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) 将邻苯二甲酸酯、乙酸异戊酯、环己酮、二乙二醇乙醚醋酸酯混合，加入聚乙烯醇 缩丁醛、乙基纤维素，加热至80-82°C，搅拌至树脂全部溶解，再加入维生素 C搅拌均匀，用 500目的纱网过滤，除去杂质得到有机载体； (2) 将乙二醇与硅烷偶联剂KH-560、聚乙烯吡咯烷酮混合，在5000-7000转/分搅拌下 加入10-20nm银粉，搅拌10-20分钟，再加入1-10 μ m银粉、含银10-15%的片状银包铜粉， 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0.06-0. 09MPa，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 本发明的银浆节约了银粉的用量，通过搭配不同粒径、不同形状的金属粉末，达到了优 异的导电效果，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有很大的改善；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；通过使用维生素 C，使得金属粉末在高温加工过程中不易被氧化， 保持良好的导电性。本发明银浆的生产工艺独特，能够防止银粉团聚，影响导电性。
【具体实施方式】
[0011] -种PCB电路板导电银楽，由下列重量份（公斤）的原料制成：15nm银粉7、5 μ m 银粉35、含银13%的片状银包铜粉18、硅烷偶联剂KH-560 0. 2、玻璃粉10、聚乙烯吡咯烷酮 0. 7、聚乙烯醇缩丁醛8、乙基纤维素4、乙二醇7、邻苯二甲酸酯3、乙酸异戊酯5、环己酮6、 二乙二醇乙醚醋酸酯3、维生素 C1. 5 ; 所述玻璃粉由下列重量份(公斤）的原料制成：硼砂16、Si027、Bi203 23、A1203 6、Li20 4、MgO 5、NaF 3、Ti024、ZnO 6、K20 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、Si02、Bi203、A120 3、Li20、MgO、NaF、Ti02、ΖηΟ、Κ20、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电路板导电银浆的制备方法，包括以下步骤： (1) 将邻苯二甲酸酯、乙酸异戊酯、环己酮、二乙二醇乙醚醋酸酯混合，加入聚乙烯醇缩 丁醛、乙基纤维素，加热至81°C，搅拌至树脂全部溶解，再加入维生素 C搅拌均匀，用500目 的纱网过滤，除去杂质得到有机载体； (2) 将乙二醇与硅烷偶联剂KH-560、聚乙烯吡咯烷酮混合，在6000转/分搅拌下加入 15nm银粉，搅拌15分钟，再加入5 μ m银粉、含银13%的片状银包铜粉，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. 08MPa，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0.6mm，平 均膜厚5μπι，布线间距为0.7_，电阻率为4·5Χ1(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银 粉5-10、1-10μπι银粉30-40、含银10-15%的片状银包铜粉15-20、硅烷偶联剂KH-560 0. 2-0. 3、玻璃粉8-12、聚乙烯吡咯烷酮0. 5-1、聚乙烯醇缩丁醛7-9、乙基纤维素3-5、乙二 醇6-8、邻苯二甲酸酯2-4、乙酸异戊酯4-6、环己酮5-7、二乙二醇乙醚醋酸酯2-4、维生素 C1-2 ； 所述玻璃粉由下列重量份的原料制成：硼砂15-17、Si026-9、Bi203 20-25、Α1203 5-8、 Li20 3-5、Mg03-6、NaF2-4、Ti023-6、Ζη04-7、Κ201-2、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、Bi203、A1203、Li 20、MgO、NaF、Ti02、ΖηΟ、Κ20、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) 将邻苯二甲酸酯、乙酸异戊酯、环己酮、二乙二醇乙醚醋酸酯混合，加入聚乙烯醇 缩丁醛、乙基纤维素，加热至80-82°C，搅拌至树脂全部溶解，再加入维生素 C搅拌均匀，用 500目的纱网过滤，除去杂质得到有机载体； (2) 将乙二醇与硅烷偶联剂KH-560、聚乙烯吡咯烷酮混合，在5000-7000转/分搅拌下 加入10-20nm银粉，搅拌10-20分钟，再加入1-10 μ m银粉、含银10-15%的片状银包铜粉， 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0.06-0. 09MPa，脱泡时间为6-9 分钟，然后在三辊轧机中进行研磨、乳制，至银浆细度达到3-5微米，即得。
【文档编号】H01B1/22GK104143377SQ201410303655
【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