一種含納米碳管印刷電路板銀漿及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子漿料技術領域，尤其涉及一種含納米碳管印刷電路板銀漿及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在現代微電子工業中，人們對電子元器件要求越來越高，生產多采用流程化、標準化來進行以降低成本，印刷電路板(PCB)就是適合微電子工業的這種需求而誕生的，相應的就需求新的要求的導體漿料、電極漿料、介質漿料與電阻漿料、灌孔漿料等電子漿料與印刷電路板(PCB)相匹配，開展新的導體漿料的研宄也就勢在必行。
[0003]—般來講，電子楽料的主要成分包括有功能相如金屬、貴金屬粉末等，無機粘結劑如玻璃粉末、氧化物粉末等，有機粘結劑，其它的溶劑和添加劑。通常，電子漿料中的功能相起導電作用，要具有很好的導電性能，一般由金屬粉末或貴金屬粉末來充當，常用的金屬粉末有銅粉、鋁粉、鋅粉、鎳粉等，常用的貴金屬粉有金粉、銀粉、鉑粉、鈀粉等。無機粘結劑起固定電子漿料到基材的作用，一般由氧化物粉末和玻璃粉末來充當，但是這一成分在電子漿料的比重比較低，有的甚至沒有；有機粘結劑主要起使漿料具有一定的形狀、易于印刷或涂敷的作用，主要有高分子樹脂、小分子樹脂等來充當，隨著化學工業技術的進步這部分在電子漿料中的作用越來越突出，尤其是在應用于絲網印刷時，改變有機粘結劑的成分就可以改變電子漿料的印刷、干燥、燒結性能。
[0004]在現有的電子漿料領域里，銀系漿料具有導電率高，性能穩定，與基板結合強度大等特點，廣泛應用于集成電路、多芯片組件、薄膜開關等電子元器件的生產。但是，銀是貴重金屬，成本較高，而且現有的銀漿料中的銀粉末大部分是微米級的粉末，其制成的漿料的膜層厚度、印刷性能等對于現在的高端的精密儀器有很大的局限性；另一方面，以往印刷電路板多采用印刷導電銅漿制成導電線路，但是存在著導電銅漿易被氧化，降低了印刷電路板的使用壽命，導電銅漿也不能印刷成比較精細的線路。因此需要研宄導電漿料中金屬粉末的大小、形狀、種類以實現降低成本、提高導電率、提高印刷精密性的目的。
[0005]導電銀漿中的粘結劑對于電路印刷的成品率有很大影響，例如粘度、粘結性、附著力、流平性、成膜性、溶劑的揮發性等都會對電路的印刷性能造成影響，出現氣孔，斷路等現象，還有些時候會出現有機物揮發完成之后玻璃相尚未開始融化，導致導電線路從承印物上脫落的現象，使導電線路報廢，因此有機粘結劑的性能需要提高。
[0006]目前很多無機粘結劑采用玻璃粉，玻璃粉由金屬氧化物、氧化硅等材料制成，如果熔點過高，也出現有機物揮發完成之后玻璃相尚未開始融化，導致由導電銀漿獲得的導電線路從承印物上脫落的現象，使導電線路報廢；而且目前的玻璃粉中很多含有鉛等有害物質，對環境不利，因此需要研制性能更加優異的玻璃粉。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種含納米碳管印刷電路板銀漿及其制備方法，該銀漿銀粉分散均勾，導電性能優異，印刷得到的導電電路連續、清晰，不起泡、不斷裂。
[0008]本發明的技術方案如下:
一種含納米碳管印刷電路板銀漿，其特征在于由下列重量份的原料制成:球狀微米級銀粉40-50、納米碳管15-20、片狀微米級銀粉10-15、玻璃粉7_10、松油醇8_12、E-12環氧樹脂7-9、三乙烯四胺1-2、萜烯3-5、丁基卡必醇5-7、聚乙烯醇1_3、二乙二醇丁醚醋酸酯
4-6、正丁醇1-2、環氧亞麻籽油1-2、超支化聚氨酯丙烯酸酯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、缺氧氧化鈰 1-2、霞石粉 2-4、納米玉石粉 2-5 ;制備方法為:將硼砂、Si02、Bi203、Al2O3' Li2O, MgO、NaF、T12, ZnO, K20、缺氧氧化鈰混合，放入坩禍在1100-1400°C加熱熔化成液體，攪拌均勻后進行真空脫泡，真空度為
0.10-0.14MPa，脫泡時間為6_9分鐘，再倒入模具中定型，再進行水淬、送入球磨機中粉碎、過篩，得到2-6 μπι粉末，再與霞石粉、納米玉石粉混合均勻，即得。
[0009]所述的含納米碳管印刷電路板銀漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將松油醇、萜烯、丁基卡必醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、正丁醇、聚乙烯醇、環氧亞麻籽油混合，加熱至80-82?，加入Ε-12環氧樹脂、超支化聚氨酯丙烯酸酯，攪拌至樹脂全部溶解，用500目的紗網過濾，除去雜質得到有機載體，再加入納米碳管攪拌20-30分鐘，得到混合物；
(2)將球狀微米級銀粉、片狀微米級銀粉、玻璃粉混合攪拌均勻，加入步驟(I)得到的混合物中，在球磨機中混合分散40-50分鐘，再超聲分散6-8分鐘，得到均勻的漿體；
(3)將步驟(2)得到的漿體進行真空脫泡，真空度為0.06-0.09MPa，脫泡時間為6_9分鐘，再加入其他剩余成分，然后在三輥軋機中進行研磨、乳制，至銀漿細度達到3-5微米，即得。
[0010]本發明的有益效果
本發明的銀漿通過添加納米碳管和超支化聚氨酯丙烯酸酯，使得銀粉的分散更均勻，導電性能更優異，同時節約了銀粉的用量；通過添加本發明的玻璃粉之后，漿料的潤濕性、表面平滑性、相溶性、與印刷電路板的結合強度等性能都有很大的改善；本發明有機載體的印刷性能優異，得到的導電電路連續、清晰，不起泡、不斷裂，大大提高了電路板的成品率。
【具體實施方式】
[0011]一種含納米碳管印刷電路板銀漿，由下列重量份(公斤)的原料制成:球狀微米級銀粉45、納米碳管17、片狀微米級銀粉13、玻璃粉9、松油醇10、E-12環氧樹脂8、三乙烯四胺1.5、萜烯4、丁基卡必醇6、聚乙烯醇2、二乙二醇丁醚醋酸酯5、正丁醇1.5、環氧亞麻籽油1.5、超支化聚氨酯丙烯酸酯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、Li2O4、MgO 5、NaF 3、Ti024、ZnO 6、K2O 1.5、缺氧氧化鈰1.5、霞石粉3、納米玉石粉3 ;制備方法為:將硼砂、Si02、Bi203、Al2O3' Li2O, MgO、NaF、T12, ZnO, K20、缺氧氧化鈰混合，放入坩禍在1200°C加熱熔化成液體，攪拌均勻后進行真空脫泡，真空度為0.13MPa，脫泡時間為7分鐘，再倒入模具中定型，再進行水淬、送入球磨機中粉碎、過篩，得到3 μ m粉末，再與霞石粉、納米玉石粉混合均勻，即得。
[0012]所述的含納米碳管印刷電路板銀漿的制備方法，包括以下步驟:
(1)將松油醇、萜烯、丁基卡必醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、正丁醇、聚乙烯醇、環氧亞麻籽油混合，加熱至81°C，加入E-12環氧樹脂、超支化聚氨酯丙烯酸酯，攪拌至樹脂全部溶解，用500目的紗網過濾，除去雜質得到有機載體，再加入納米碳管攪拌25分鐘，得到混合物；
(2)將球狀微米級銀粉、片狀微米級銀粉、玻璃粉混合攪拌均勻，加入步驟(I)得到的混合物中，在球磨機中混合分散45分鐘，再超聲分散7分鐘，得到均勻的漿體；
(3)將步驟(2)得到的漿體進行真空脫泡，真空度為0.08MPa，脫泡時間為8分鐘，再加入其他剩余成分，然后在三輥軋機中進行研磨、乳制，至銀漿細度達到4微米，即得。
[0013]試驗數據:
將本實施例得到的銀漿用絲網印刷的方式印刷到PCB電路板上，然后升溫至630°C下固化6分鐘形成導電線路，從而得到導電線路板。測得導電線路的布線寬度為0.8_，平均膜厚4ym，布線間距為0.9mm，電阻率為3.7Χ10_5Ω.m。
[0014]按照上述方式批量生產導電線路板1000塊，導電線路與PCB電路板結合良好，線條清晰，連續，有I塊電路板的導電線路從承印物上脫落，成品率99.9%。
【主權項】
1.一種含納米碳管印刷電路板銀漿，其特征在于由下列重量份的原料制成:球狀微米級銀粉40-50、納米碳管15-20、片狀微米級銀粉10-15、玻璃粉7_10、松油醇8_12、E-12環氧樹脂7-9、三乙烯四胺1-2、萜烯3-5、丁基卡必醇5-7、聚乙烯醇1_3、二乙二醇丁醚醋酸酯4-6、正丁醇1-2、環氧亞麻籽油1-2、超支化聚氨酯丙烯酸酯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、缺氧氧化鈰 1-2、霞石粉 2-4、納米玉石粉 2-5 ;制備方法為:將硼砂、Si02、Bi203、Al2O3' Li2O, MgO、NaF、T12, ZnO, K20、缺氧氧化鈰混合，放入坩禍在1100-1400°C加熱熔化成液體，攪拌均勻后進行真空脫泡，真空度為0.10-0.14MPa，脫泡時間為6_9分鐘，再倒入模具中定型，再進行水淬、送入球磨機中粉碎、過篩，得到2-6 μπι粉末，再與霞石粉、納米玉石粉混合均勻，即得。2.根據權利要求1所述的含納米碳管印刷電路板銀漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將松油醇、萜烯、丁基卡必醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、正丁醇、聚乙烯醇、環氧亞麻籽油混合，加熱至80-82?，加入Ε-12環氧樹脂、超支化聚氨酯丙烯酸酯，攪拌至樹脂全部溶解，用500目的紗網過濾，除去雜質得到有機載體，再加入納米碳管攪拌20-30分鐘，得到混合物； (2)將球狀微米級銀粉、片狀微米級銀粉、玻璃粉混合攪拌均勻，加入步驟(I)得到的混合物中，在球磨機中混合分散40-50分鐘，再超聲分散6-8分鐘，得到均勻的漿體； (3)將步驟(2)得到的漿體進行真空脫泡，真空度為0.06-0.09MPa，脫泡時間為6_9分鐘，再加入其他剩余成分，然后在三輥軋機中進行研磨、乳制，至銀漿細度達到3-5微米，即得。
【專利摘要】一種含納米碳管印刷電路板銀漿,由下列重量份的原料制成：球狀微米級銀粉40-50、納米碳管15-20、片狀微米級銀粉10-15、玻璃粉7-10、松油醇8-12、E-12環氧樹脂7-9、三乙烯四胺1-2、萜烯3-5、丁基卡必醇5-7、聚乙烯醇 1-3、二乙二醇丁醚醋酸酯4-6、正丁醇1-2、環氧亞麻籽油1-2、超支化聚氨酯丙烯酸酯3-5；本發明的銀漿通過添加納米碳管和超支化聚氨酯丙烯酸酯，使得銀粉的分散更均勻，導電性能更優異，同時節約了銀粉的用量；本發明有機載體的印刷性能優異，得到的導電電路連續、清晰，不起泡、不斷裂，大大提高了電路板的成品率。
【IPC分類】H01B13/00, H01B1/22, H05K1/09
【公開號】CN104934101
【申請號】CN201510265987
【發明人】周正紅
【申請人】銅陵宏正網絡科技有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月25日