本發(fā)明涉及PCB板用銀漿,尤其是涉及一種用于PCB貫孔的快干型銀漿及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著PCB板加工技術(shù)的日趨成熟,使得印制板朝著高精度、細(xì)線化、高密的SMT組裝方向發(fā)展。價(jià)格的界限和利潤也在逐步縮減,銀漿貫孔新技術(shù)的產(chǎn)生,為降低PCB板的成本和提高利潤指明了一個(gè)方向。而陳舊的沉銅、電鍍流程正逐步被環(huán)保、成本價(jià)格高所限制。這種銀導(dǎo)電漿料是通過導(dǎo)電印料的絲網(wǎng)漏印達(dá)到雙面印制線路板連接技術(shù)。這種銀導(dǎo)電漿料在更多的電子領(lǐng)域被采納和吸收。簡單和快捷的生產(chǎn)方式,有效的互連孔連接技術(shù),綠色環(huán)保型加工方法,給PCB產(chǎn)業(yè)帶來了福音。目前PCB貫孔用的銀漿在市場(chǎng)上大多被國外產(chǎn)品壟斷,而且都是以150℃溫度固化為主,沒有低溫固化產(chǎn)品的出現(xiàn)。傳統(tǒng)型PCB貫孔用的銀漿是以高分子樹脂以及專用固化劑作為主要粘結(jié)劑,加入銀粉作為導(dǎo)電介質(zhì)。經(jīng)過兩道干燥固化過程,貫入連接層間通路的線路板上,做導(dǎo)電用途。然而,其固化溫度高、生產(chǎn)效率低已經(jīng)不太適用了。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于PCB貫孔的快干型銀漿及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種用于PCB貫孔的快干型銀漿,其特征在于,該銀漿的原料包括以下組分和重量份含量:所述的金屬銀粉為片狀微米銀粉和球狀納米銀粉按重量比2:1混合的混合物,所述的片狀微米銀粉的粒徑為4-7μm,振實(shí)密度為2.3-3.0g/ml,所述的球狀納米銀粉的粒徑為100-300nm,振實(shí)密度為2.6-3.0g/ml。選用的球狀納米銀粉有較小的粒徑,能與粒徑大的片狀銀粉成為良好的搭接相,可以大幅度降低電阻,并增加與PCB基材的附著力。所述的高分子樹脂是聚氨酯樹脂。聚氨脂樹脂主鏈含NHCOO重復(fù)會(huì)有單元,由于含強(qiáng)極性的氨基甲酸酯基,具有良好的耐油性、韌性、耐磨性、耐老化性和粘合性,可以同銀粉制得適應(yīng)較寬溫度范圍的復(fù)合材料。所述的有機(jī)添加劑包括以下重量份組分:固化劑0.1~0.5、增稠劑0.1~0.5、增硬劑0.1~0.5、硅烷偶聯(lián)劑0.05~0.5、流平劑0.15~1。所述的固化劑為封閉性固化劑,該種固化劑為六亞甲基二異氰酸酯,異氰酸基含量為15%-17%,該固化劑能有效提高銀漿的耐磨性、耐溶劑性以及耐化學(xué)性;所述的增稠劑為氣相二氧化硅,該種氣相二氧化硅堆積密度為50g/L,平均粒徑為12納米,二氧化硅純度大于99.8%,該二氧化硅能夠有效地防止銀漿流掛、沉降;所述的增硬劑是導(dǎo)電石墨,該種導(dǎo)電石墨的比表面積為125m2/g,平均粒徑20-30納米,吸油量150,它能夠有效地提高銀漿烘烤完的耐磨性能;所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH550、KH560、KH570中的一種或幾種;所述的流平劑是機(jī)硅樹脂,該有機(jī)硅樹脂為甲基硅樹脂,該有機(jī)硅樹脂能增加銀漿的流平性能。所述的有機(jī)溶劑是甲乙酮、乙二醇乙醚醋酸酯、異佛爾酮、二價(jià)酸酯中的一種或幾種。用于PCB貫孔的快干型銀漿的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:(1)載體的配制:先將高分子樹脂與有機(jī)溶劑一起加入溶解釜中,溶解釜溫度為室溫條件,攪拌速度2000r/min,攪拌5-6小時(shí)。直至高分子樹脂完全溶解在有機(jī)溶劑中,無樹脂的顆粒感。靜置2h,再用300~400目聚酯網(wǎng)進(jìn)行過濾除雜,即制得載體;將高分子數(shù)值與有機(jī)溶劑先制成載體,可使得流動(dòng)性好的樹脂載體與銀粉更好的互相混合。(2)銀漿的配制:稱取金屬銀粉、載體、有機(jī)添加劑將其置于高速分散機(jī)中進(jìn)行高速分散,分散速度為2000r/min,分散20-30分鐘,直至分散均勻無粉狀顆粒感,得到分散均勻的漿體;(3)銀漿料的生產(chǎn):將上述漿體在三輥軋機(jī)中進(jìn)行研磨,將三輥研磨機(jī)的輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)為70r.p.m、壓力值控制在3±0.25MPa,軋輥4-5遍達(dá)到充分研磨的效果,直至銀漿細(xì)度達(dá)到15μm以下。通過溶劑的微調(diào)使銀漿的粘度在10-20Pa·S范圍內(nèi),用300目不銹鋼網(wǎng)進(jìn)行過濾,制得PCB貫孔的快干型銀漿。步驟(2)所述的高速分散機(jī)的分散速度為2000r/min。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)加工方法簡便,技術(shù)容易掌握;(2)不含ROSH禁用物質(zhì),屬于環(huán)保型漿料;(3)可用FR-1的酚醛紙基板代替CEM-3、FR-4的環(huán)氧玻璃布板,節(jié)約基材成本;(4)采用物理方法貫孔,節(jié)約了雙面板制作時(shí)需用的大量水、電、熱等能源;(5)節(jié)省了大量的貴重金屬如銅、鎳、金、錫、鉛等,且無三廢污染;(6)適合大批量流水作業(yè),縮短了雙面板的生產(chǎn)周期;(7)本發(fā)明不采用傳統(tǒng)的固化劑,而是將高分子樹脂和有機(jī)溶劑先制成載體,然后將具有特殊配方的銀粉負(fù)載在載體上,由于高分子樹脂能夠有效粘結(jié)無機(jī)相與有機(jī)相,所以即使不加入粘結(jié)劑,也可以負(fù)載牢固,在低溫下即可固話,使其應(yīng)用范圍更廣,而且由于不需要加入固化劑,而且采用三輥軋機(jī)進(jìn)行研磨,一方面可以實(shí)現(xiàn)快速干燥,從而提高生產(chǎn)效率,另一方面可更方便地用于PCB貫孔,導(dǎo)電效果更好。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1(1)備料:按照以下組分備料:金屬銀粉30kg、高分子樹脂4kg、有機(jī)添加劑1kg、有機(jī)溶劑15kg。所用的金屬銀粉為微米銀粉以及納米銀粉,其中金屬銀粉包含微米銀粉20kg,納米銀粉10kg,微米銀粉的粒徑為5μm,振實(shí)密度為2.5g/ml,納米銀粉的粒徑為135nm,振實(shí)密度為2.8g/ml。所用的高分子樹脂為聚氨脂樹脂。所用的有機(jī)添加劑中含有封閉性固化劑0.2kg,增稠劑氣相二氧化硅0.2kg,增硬劑導(dǎo)電石墨0.2kg,硅烷偶聯(lián)劑KH5500.1kg,流平劑有機(jī)硅樹脂0.3kg。所用的有機(jī)溶劑中含甲乙酮2kg,乙二醇乙醚醋酸酯2kg,異佛爾酮3kg,二價(jià)酸酯8kg(2)載體的配置:稱取聚氨脂樹脂以及所有有機(jī)溶劑,然后將其倒入溶解釜中,開啟電源將其攪拌,常溫?cái)嚢?小時(shí),待載體呈透明狀后靜置2小時(shí),將其用400目網(wǎng)布進(jìn)行過濾除雜,得到載體。(3)銀漿的配置:稱取金屬銀粉、載體、有機(jī)添加劑,將其置于高速分散機(jī)中高速分散,分散速度為2000r/min,分散30分鐘,分散得到均勻的漿體。(4)銀漿的生產(chǎn):將上述漿體在三輥軋機(jī)中進(jìn)行研磨,將三輥研磨機(jī)的輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)為70r.p.m、壓力值控制在3MPa,軋輥5遍達(dá)到充分研磨的效果,直至銀漿細(xì)度達(dá)到12微米,通過溶劑的微調(diào)使粘度為15Pa·S,最終制得PCB貫孔的快干型銀漿。實(shí)施例2(1)備料:按照以下組分備料:金屬銀粉36kg、高分子樹脂4.8kg、有機(jī)添加劑1.2kg、有機(jī)溶劑18kg。所用的金屬銀粉為微米銀粉以及納米銀粉,其中金屬銀粉包含微米銀粉24kg,納米銀粉12kg,微米銀粉的平均粒徑為5.8μm,振實(shí)密度為2.6g/ml,納米銀粉的粒徑為165nm,振實(shí)密度為2.7g/ml。所用的高分子樹脂為聚氨脂樹脂。所用的有機(jī)添加劑中含有封閉性固化劑0.24kg,增稠劑氣相二氧化硅0.24kg,增硬劑導(dǎo)電石墨0.24kg,硅烷偶聯(lián)劑KH5500.12kg,流平劑有機(jī)硅樹脂0.36kg。所用的有機(jī)溶劑中含甲乙酮2.4kg,乙二醇乙醚醋酸酯2.4kg,異佛爾酮3.6kg,二價(jià)酸酯9.6kg(2)載體的配置:稱取聚氨脂樹脂以及所有有機(jī)溶劑,然后將其倒入溶解釜中,開啟電源將其攪拌,常溫?cái)嚢?.5小時(shí),待載體呈透明狀后靜置2小時(shí),將其用400目網(wǎng)布進(jìn)行過濾除雜,得到載體。(3)銀漿的配置:稱取金屬銀粉、載體、有機(jī)添加劑,將其置于高速分散機(jī)中高速分散,分散速度為2000r/min,分散30分鐘,得到均勻的漿體。(4)銀漿的生產(chǎn):將上述漿體在三輥軋機(jī)中進(jìn)行研磨,將三輥研磨機(jī)的輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)為70r.p.m、壓力值控制在3MPa,軋輥5遍達(dá)到充分研磨的效果,直至銀漿細(xì)度達(dá)到13微米,通過溶劑的微調(diào)使粘度為16Pa·S,最終制得PCB貫孔的快干型銀漿。實(shí)施例3(1)備料:按照以下組分備料:金屬銀粉15kg、高分子樹脂2kg、有機(jī)添加劑0.5kg、有機(jī)溶劑7.5kg。所用的金屬銀粉為微米銀粉以及納米銀粉,其中金屬銀粉包含微米銀粉10kg,納米銀粉5kg,微米銀粉的平均粒徑為6.0μm,振實(shí)密度為2.3g/ml。所用的高分子樹脂為聚氨脂樹脂。所用的有機(jī)添加劑中含有封閉性固化劑0.1kg,增稠劑氣相二氧化硅0.1kg,增硬劑導(dǎo)電石墨0.1kg,硅烷偶聯(lián)劑KH550、KH560、KH570共0.05kg,流平劑有機(jī)硅樹脂0.15kg。所用的有機(jī)溶劑中含甲乙酮1kg,乙二醇乙醚醋酸酯1kg,異佛爾酮1.5kg,二價(jià)酸酯4kg(2)載體的配置:稱取聚氨脂樹脂以及所有有機(jī)溶劑,然后將其倒入溶解釜中,開啟電源將其攪拌,常溫?cái)嚢?小時(shí),待載體呈透明狀后靜置2小時(shí),將其用300-400目網(wǎng)布進(jìn)行過濾除雜,得到載體。(3)銀漿的配置:稱取金屬銀粉、載體、有機(jī)添加劑,將其置于高速分散機(jī)中高速分散,分散速度為2000r/min,分散30分鐘,得到均勻的漿體。(4)銀漿的生產(chǎn):將上述漿體在三輥軋機(jī)中進(jìn)行研磨,將三輥研磨機(jī)的輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)為70r.p.m、壓力值控制在3MPa,軋輥5遍達(dá)到充分研磨的效果,直至銀漿的細(xì)度達(dá)到12微米,通過溶劑的微調(diào)使粘度為16Pa·S,最終制得PCB貫孔的快干型銀漿。實(shí)施例4(1)備料:按照以下組分備料:金屬銀粉60kg、高分子樹脂10kg、有機(jī)添加劑0.5kg、有機(jī)溶劑乙二醇乙醚醋酸酯25kg。所述的金屬銀粉為片狀微米銀粉和球狀納米銀粉按重量比2:1混合的混合物,所述的片狀微米銀粉的粒徑為4μm,振實(shí)密度為2.3g/ml,所述的球狀納米銀粉的粒徑為100nm,振實(shí)密度為2.6g/ml。所述的高分子樹脂是聚氨酯樹脂。所述的有機(jī)添加劑包括以下重量份組分:固化劑0.1、增稠劑0.1、增硬劑0.1、硅烷偶聯(lián)劑0.05、流平劑0.15。所述的固化劑為封閉性固化劑;所述的增稠劑為氣相二氧化硅;所述的增硬劑是導(dǎo)電石墨;所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH570;所述的流平劑是機(jī)硅樹脂。(2)載體的配置:稱取聚氨脂樹脂以及所有有機(jī)溶劑,然后將其倒入溶解釜中,開啟電源將其攪拌,常溫?cái)嚢?小時(shí),待載體呈透明狀后靜置2小時(shí),將其用300-400目網(wǎng)布進(jìn)行過濾除雜,得到載體。(3)銀漿的配置:稱取金屬銀粉、載體、有機(jī)添加劑,將其置于高速分散機(jī)中高速分散,分散速度為2000r/min,分散30分鐘,得到均勻的漿體。(4)銀漿的生產(chǎn):將上述漿體在三輥軋機(jī)中進(jìn)行研磨,將三輥研磨機(jī)的輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)為70r.p.m、壓力值控制在3MPa,軋輥5遍達(dá)到充分研磨的效果,,使得銀漿的細(xì)度達(dá)到10微米,通過溶劑的微調(diào)使粘度為10Pa·S,用300目不銹鋼網(wǎng)進(jìn)行過濾,制的PCB貫孔的快干型銀漿。實(shí)施例5(1)備料:按照以下組分備料:金屬銀粉65kg、高分子樹脂7kg、有機(jī)添加劑3kg、有機(jī)溶劑35kg。所述的金屬銀粉為片狀微米銀粉和球狀納米銀粉按重量比2:1混合的混合物,所述的片狀微米銀粉的粒徑為7μm,振實(shí)密度為3.0g/ml,所述的球狀納米銀粉的粒徑為300nm,振實(shí)密度為3.0g/ml。所述的高分子樹脂是聚氨酯樹脂。所述的有機(jī)添加劑包括以下重量份組分:固化劑0.5、增稠劑0.5、增硬劑0.5、硅烷偶聯(lián)劑0.5、流平劑1。所述的固化劑為封閉性固化劑;所述的增稠劑為氣相二氧化硅;所述的增硬劑是導(dǎo)電石墨;所述的硅烷偶聯(lián)劑是KH550;所述的流平劑是機(jī)硅樹脂。(2)載體的配置:稱取聚氨脂樹脂以及所有有機(jī)溶劑,然后將其倒入溶解釜中,開啟電源將其攪拌,常溫?cái)嚢?小時(shí),待載體呈透明狀后靜置2小時(shí),將其用300-400目網(wǎng)布進(jìn)行過濾除雜,得到載體。(3)銀漿的配置:稱取金屬銀粉、載體、有機(jī)添加劑,將其置于高速分散機(jī)中高速分散,分散速度為2000r/min,分散30分鐘,得到均勻的漿體。(4)銀漿的生產(chǎn):將上述漿體在三輥軋機(jī)中進(jìn)行研磨,將三輥研磨機(jī)的輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)為70r.p.m、壓力值控制在3MPa,軋輥5遍達(dá)到充分研磨的效果,使得銀漿的細(xì)度達(dá)到11微米,通過溶劑的微調(diào)使粘度為20Pa·S,用300目不銹鋼網(wǎng)進(jìn)行過濾,制的PCB貫孔的快干型銀漿。