本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種抗氧化銀銅漿,尤其涉及一種用于電磁屏蔽的抗氧化銀銅漿及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展,電磁干擾、信息安全、人員安全問題越來越受到重視。因此,開發(fā)綜合性能好、適用性強和成本低的電磁屏蔽材料現(xiàn)已成為研究熱點。電磁屏蔽導電漿料因其具有成本低、工藝簡便(可噴涂、刮涂、刷涂)、實用、易實現(xiàn)涂敷工藝自動化、適應性強等優(yōu)點,具有廣闊的應用前景。其中,高性能導電電磁屏蔽漿料的開發(fā)仍是這個行業(yè)的發(fā)展趨勢。目前,市售的電磁屏蔽導電漿料一般為銀系漿料、鎳系漿料或炭系漿料。銀系漿料具有導電率高、導電穩(wěn)定性好、與基板結(jié)合強度大等特點,它的電磁屏蔽能力比鎳系、炭系都要好,但是,銀系漿料價格昂貴,而且現(xiàn)有的銀系漿料中的銀粉末大部分是微米級粉末,由其制成的漿料的膜層厚度、印刷性能等對于現(xiàn)在的高端精密儀器有很大的局限性,這就限制了銀系漿料的應用范圍;同時,銀系漿料的成品粘度較高,漿料的印刷性能較差,極容易造成膜層不均勻,進而影響導體漿料的使用壽命。然而,鎳系漿料、炭系漿料的屏蔽效果相對較差,在許多應用領(lǐng)域都存在著較大的局限性?,F(xiàn)今,對于日趨競爭激烈的加工型單位而言,盡可能地降低導電漿料的生產(chǎn)成本越發(fā)顯得重要。針對銀系漿料價格昂貴的成本缺陷,銅粉價格較低,僅為銀的1/20左右,而且在所有金屬中其導電性僅次于銀,是銀的理想替代材料。但是銅粉性質(zhì)活潑,極易氧化生成絕緣的氧化物,極大影響了其導電性能,限制了其在導電漿料中的應用。近年來,為改善銅粉的抗氧化性,國內(nèi)外進行了大量的嘗試和探索,而銀包銅粉效果最好,其原理主要是通過在銅粉表面鍍一層銀,避免銅與空氣接觸,來提高銅粉的抗氧化性。銀包銅粉結(jié)合了銅粉和銀粉的優(yōu)點,克服了單一使用時的缺點,在電子漿料、電磁屏蔽等領(lǐng)域具有極大的應用前景。申請?zhí)枮?01010297324.8的中國發(fā)明專利公布了一種印刷電路板用導體漿料及其制備方法,該導體漿料以質(zhì)量分數(shù)計,包括55~80%的銀包銅粉、10~25%的有機粘結(jié)劑、1~8%的無鉛玻璃粉末和5~12%的添加劑;所述的銀包銅粉當中銀的質(zhì)量百分含量為50~60%。該專利中采用的銀包銅粉為主要導電材料,并加以無鉛玻璃粉末、添加劑及有機粘結(jié)劑,相比于傳統(tǒng)的純銀導體漿料,能夠降低生產(chǎn)成本,提高印刷性能和連接牢靠性,而且相比于傳統(tǒng)的純銅導體漿料,能夠有效提高漿料的導電性。然而,上述專利中的技術(shù)方案仍存在需要進一步改進的地方,例如,可以將銀包銅粉與片狀銀粉結(jié)合使用,用以進一步提高漿料的導電性;進一步降低無鉛玻璃粉末的使用量,用以節(jié)約成本等。
技術(shù)實現(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電磁屏蔽的抗氧化銀銅漿及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種用于電磁屏蔽的抗氧化銀銅漿,該銀銅漿包括以下組分及重量百分比含量:銀包銅粉50~60%、片狀銀粉5~8%、高分子樹脂7~10%、有機添加劑2~4%及有機溶劑20~30%。所述的銀包銅粉是微米級樹枝狀銀包銅粉,該銀包銅粉的粒徑為4~8μm,振實密度為3.5~4.5g/ml,所述的銀包銅粉中銀的重量百分比含量為8~12%。所述的片狀銀粉的粒徑為4~7μm,振實密度為2.3~3.0g/ml。所述的銀包銅粉有較大的振實密度,能與振實密度較低的銀粉成為良好的搭接相,能夠大幅度降低電阻,并減少印刷后出現(xiàn)針孔、沙眼的幾率。所述的高分子樹脂為丙烯酸樹脂,該丙烯酸樹脂組成部分為BMA/MMA共聚物,本身不含有鹵素,相對其他樹脂,丙烯酸樹脂自身電阻率較小,與PET、PC等基材間有較強的附著力。目前,市售銀銅漿一般選用氯醋樹脂,雖然其具有相對較小的電阻,但因該樹脂中含有鹵素,已經(jīng)不符合歐盟環(huán)保標準。所述的有機添加劑包括固化劑、增稠劑、增硬劑、硅烷偶聯(lián)劑及流平劑。所述的固化劑為封閉性固化劑,該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性。所述的增稠劑為氣相二氧化硅,該氣相二氧化硅的堆積密度為50g/L,平均粒徑為12納米,二氧化硅純度大于99.8%。所述的二氧化硅能夠有效地防止銀漿流掛、沉降。所述的增硬劑為導電石墨,該導電石墨的比表面積為125m2/g,平均粒徑20~30納米,吸油量為150,該導電石墨能夠有效地提高銀銅漿烘烤完的耐磨性能。所述的硅烷偶聯(lián)劑包括硅烷偶聯(lián)劑KH550、KH560、KH570中的一種或多種。所述的流平劑為有機硅樹脂,該有機硅樹脂為甲基硅樹脂,其能顯著改進銀漿的流平性能。所述的有機溶劑為異佛爾酮、二價酸酯中的一種或兩種。其中,所述的二價酸酯由丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯及己二酸二甲酯按質(zhì)量比為3:4:3混合而成,所述的二價酸酯與異佛爾酮互溶后,在樹脂中的溶解性會更好。一種用于電磁屏蔽的抗氧化銀銅漿的制備方法,該方法包括以下步驟:(1)按照以下組分及重量百分比備料:(2)載體的配制:按照步驟(1)中各組分的重量百分比,先將高分子樹脂與有機溶劑一起加入溶解釜中,溶解釜溫度為20~30℃,攪拌速度為1000~3000r/min,攪拌5~6h,直至高分子樹脂完全溶解在有機溶劑中,無樹脂的顆粒感,靜置2h后,再用300~400目聚酯網(wǎng)進行過濾除雜,即制得載體;(3)銀銅漿半成品的配制:將步驟(2)制得的載體與其它各組分按照步驟(1)中的重量百分比一起加入高速分散機中,分散速度為1000~3000r/min,分散20~30min,直至分散均勻無粉狀顆粒感,即制得銀銅漿半成品;(4)銀銅漿的生產(chǎn):將步驟(3)制得的銀銅漿加入到三輥軋機中,將三輥軋機的輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)為60~80r/min,壓力值控制為3±0.25MPa,軋輥4~5遍,達到充分研磨的效果,直至銀銅漿的細度小于10μm,通過加入適量的有機溶劑進行銀銅漿粘度的微調(diào),使得銀銅漿粘度為10~20Pa·S,再用300目不銹鋼網(wǎng)進行過濾,即制得用于電磁屏蔽的抗氧化銀銅漿。電磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽體對電磁波的反射、吸收和引導作用,而這些作用于屏蔽結(jié)構(gòu)(樹脂銀粉包裹體)表面上和屏蔽體內(nèi)的剩余電荷、電流與極化現(xiàn)象密切關(guān)聯(lián)。銀粉、銅粉都有良好的導電性以及吸收電磁波的特性,故兩者結(jié)合可以達到優(yōu)異的屏蔽效果。與同類銀銅漿相比,由于銀粉的搭配,本發(fā)明制備所得的抗氧化銀銅漿,在微觀情況下更致密、平滑。在氧化過程中,相對其他銀銅漿的局部點氧化,本發(fā)明的銀銅漿為整體氧化,故抗氧化變色的時間更長。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下特點:1)加工制備方法簡便,條件溫和;2)制備所得的抗氧化銀銅漿不含ROSH禁用物質(zhì),屬于環(huán)保型漿料;3)加工成本低,本發(fā)明的抗氧化銀銅漿加工成本為傳統(tǒng)銀系屏蔽漿料加工成本的三分之一;4)制備所得的抗氧化銀銅漿具有優(yōu)異的電磁屏蔽性能,屏蔽能效可達-60db至-90db;5)制備所得的抗氧化銀銅漿屬于低溫烘烤型漿料,節(jié)約耗能,適合大批量流水作業(yè)。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例1:本實施例中,一種用于電磁屏蔽的抗氧化銀銅漿,該銀銅漿包括以下組分及重量百分比含量:銀包銅粉52%、片狀銀粉8%、高分子樹脂10%、有機添加劑2%及有機溶劑28%。其中,銀包銅粉的平均粒徑為5.2μm,振實密度為3.5g/ml銀包銅粉中銀的重量百分比含量為9%;片狀銀粉平均粒徑為5.7μm,振實密度為2.8g/ml。高分子樹脂為丙烯酸樹脂。有機添加劑中,封閉性固化劑、氣相二氧化硅、導電石墨、硅烷偶聯(lián)劑KH560及有機硅樹脂的質(zhì)量比為2:2:2:1:3。其中,封閉性固化劑為異氰酸基含量為15%的六亞甲基二異氰酸酯;氣相二氧化硅的堆積密度為50g/L,平均粒徑為12nm,二氧化硅純度大于99.8%;導電石墨的比表面積為125m2/g,平均粒徑20mm,吸油量為150;有機硅樹脂為甲基硅樹脂。有機溶劑為二價酸酯與異佛爾酮的混合溶劑,其中,二價酸酯與異佛爾酮的質(zhì)量比為5:2;二價酸酯中,丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯及己二酸二甲酯的質(zhì)量比為3:4:3。本實施例中抗氧化銀銅漿的制備方法包括以下步驟:(1)按照以下組分及重量百分比備料:(2)載體的配制:按照步驟(1)中各組分的重量百分比,先將高分子樹脂與有機溶劑一起加入溶解釜中,溶解釜溫度為25℃,攪拌速度2000r/min,攪拌5h,直至高分子樹脂完全溶解在有機溶劑中,靜置2h,再用300目聚酯網(wǎng)進行過濾除雜,即制得載體;(3)銀銅漿的配制:將步驟(2)制得的載體與其它各組分按照步驟(1)中的重量百分比一起加入高速分散機中,分散速度為2000r/min,分散30min,直至分散均勻無粉狀顆粒感,,充分分散后,即制得均勻的銀銅漿;(4)銀銅漿的生產(chǎn):將步驟(3)制得的銀銅漿加入到三輥軋機中,將三輥軋機的輥筒轉(zhuǎn)速調(diào)為70r/min,壓力值控制在3MPa,軋輥5遍達到充分研磨的效果,直至銀銅漿的細度小于10μm,通過加入適量的有機溶劑進行銀銅漿粘度的微調(diào),使得銀銅漿粘度為15Pa·S,再用300目不銹鋼網(wǎng)進行過濾,即制得用于電磁屏蔽的抗氧化銀銅漿。實施例2:本實施例中,一種用于電磁屏蔽的抗氧化銀銅漿,該銀銅漿包括以下組分及重量百分比含量:銀包銅粉56%、片狀銀粉6%、高分子樹脂8%、有機添加劑3%及有機溶劑27%。其中,銀包銅粉的平均粒徑為5.7μm,振實密度為3.8g/ml,銀包銅粉中銀的重量百分比含量為10%;片狀銀粉平均粒徑為5.1μm,振實密度為2.9g/ml。高分子樹脂為丙烯酸樹脂。有機添加劑中,封閉性固化劑、氣相二氧化硅、導電石墨、硅烷偶聯(lián)劑KH550及有機硅樹脂的質(zhì)量比為2:2:2:1:3。其中,封閉性固化劑為異氰酸基含量為17%的六亞甲基二異氰酸酯;氣相二氧化硅的堆積密度為50g/L,平...