【CN109887639A】一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法【专利】
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910047393 .4
(22)申请日 2019 .01 .18
(71)申请人 昆明贵金属研究所 地址 650106 云南省昆明市五华区科技路 988号（昆 明贵金属研究所 )
(72)发明人 李俊鹏 万甦伟 陈家林 刘继松 赵汝云 李燕华
7 .根据权利要求3所述的一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，其特征在于， 所述交联剂选自热固性丙烯酸树脂、甲基丙烯酸丙烯酯类、二乙烯基类、环氧类、聚醚砜等 中的一种或多种。
8 .根据权利要求3所述的一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，其特征在于， 所述助剂选自硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯DEHP、邻苯二甲 酸二丁酯DBP中的一种或多种。
方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种可焊接低温固化型功能 银浆及其制备方法。所述可焊接低温固化型功能 银浆的成分质量百分比为：85～95wt％银粉，5～ 15wt％有机载体，其中有机载体由75～90wt％改 性聚甲 基丙烯酸甲 酯PMMA树脂 ，0～15wt％有机 溶剂 ，5～20wt％交联剂和5～15wt％ 助剂组成。 本发明通过将银粉、改性聚甲基丙烯酸甲酯PMMA 树脂、有机溶剂、交联剂和助剂制备成为功能银 浆 ，制备的功能银浆经低温固化后可满足波峰 焊、回流焊、金锡焊、铟锡焊的可焊性要求。本发 明为信息电子领域高密度、高可靠的电子产品组 装提供了一种可焊接低温固化型功能银浆及其 制备方法，具有广泛的应用前景和市场价值。
(74)专利代理机构 昆明今威专利商标代理有限 公司 53115
代理人 赛晓刚
(51)Int .Cl . H01B 1/22(2006 .01) H01B 13/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109887639 A (43)申请公布日 2019.06.14
( 54 )发明 名称 一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备
5 .根据权利要求4所述的一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，其特征在于， 所述含活泼氢原子的单体选自甲基丙烯酸MAA、丙烯酸AA、甲基丙烯酸酰胺MAAM、丙烯酰胺 AM、顺丁烯二酸、α-氯丙烯酸等中的一种或多种。
6 .根据权利要求3所述的一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，其特征在于， 所述有机溶剂选自乙酸丁酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、甲酸-2-乙基己 酯、乙醇、乙酸乙酯、二乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、混合二元酸酯DBE、环己 酮、乙二醇乙醚乙酸酯或乙二醇丁醚乙酸酯中的一种或多种。
9 .权利要求1所述的一种可焊接低温固化型功能银浆的制备方法，其特征在于包括以 下步骤：
(1) 将树脂与有机溶剂混合 ，用高速分散机搅拌 ，温 度不超过70℃ ，待树脂溶解完全后 降至室温，添加交联剂和助剂，使用高速分散机分散制成有机载体；
(2) 在有机载体中 加入银粉 ，使 用双行 星搅拌 机预混合成 浆 ，使 用三辊 研 磨机研 磨分 散，最后减压脱泡即得成品。
3 .根据权利要求1所述的一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于，所述有机载体 由如下各原料组成：75～90wt％改性聚甲基丙烯酸甲酯PMMA树脂，0～15wt％有机溶剂，5～ 20wt％交联剂和5～15wt％助剂组成。
4 .根据权利要求3所述的一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于，所述改性聚甲 基丙烯酸甲酯PMMA树脂是由甲基丙烯酸甲酯MMA与含活泼氢原子的单体共聚而成。
10 .权利要求1所述的一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于，所述功能银浆可 印 刷在玻 璃、铝、不锈钢、柔性基底等难附 着衬底材料上 ，固 化温 度130～1 80℃ ，固 化时间
30min，相应的体积电阻率＜1 .0×10-4Ω·cm，抗剪切力＞186N·cm-2，附着力＞百格4B，满
足波峰焊、回流焊、金锡焊、铟锡焊可焊性要求，拥有不错的导电性及附着力。
2
CN 109887639 A
说 明 书
1/4 页
一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法
技术领域 [0001] 本发明设计一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，属于信息电子新材料 领域。
背景技术 [0002] 随着时代的快速发展，电子产品的需求愈发多样化、小型化、可靠化，从而促使了 电 子器件朝着小型化 ，电 子器件组装朝着高 密度化方向发展。而电 子器件组装在保证高 密 度的同时 ，更需保证产品性能高可靠性 ，这就要求组装加工不能影响产品的性能。此外由于 目前电子产品多样化的需求，使用的材料种类也越发丰富，但诸如玻璃、铝、不锈钢、柔性基 底等难附着衬底材料不方便进行高密度组装加工，使得电子器件的发展受到了限制。 [0003] 为了丰富电子器件高密度组装方法，实现玻璃、铝、不锈钢、柔性基底等难附着衬 一种解决办法。 [0004] 目前低温固化银浆的研发主要集中在电学性能、力学性能等方面，在可焊性方面 少有研究 。要使浆料在拥有优异导电 性能的同时 满足可焊性的 要求 ，银粉 和树脂的 选择十 分重要。银粉的 选择关 系到浆料涂层的 导电 性 ，而不同的 树脂则会直接影响浆料涂层的附 着强 度和导电 性。要使浆料具备可焊性 ，则涂层必须能耐受200℃以 上的温 度冲击 ，故选择 的树脂需要相当的应变性能。在浸焊时 ，主要是焊料在浆料涂层上的 浸润和向涂层内的 扩 散过程 ，这又需要树脂具有 相当的耐热性以 及保证涂层具有 相当的附 着强 度 ，否则会发生 溶蚀。聚甲基丙烯酸甲酯PMMA树脂是制备具有可焊性浆料时的树脂优选。虽然聚甲基丙烯 酸甲酯PMMA树脂具有透光率高、机械强度高、质量轻、耐候性好、易于加工等优点，但是聚甲 基丙烯酸甲酯PMMA树脂的耐热性差，其热变形温度只有95℃，热分解温度只有225℃。故需 对其耐热性进行改性处理。常采取的改性方法为加入交联剂，使聚合物由线型结构变为体 型结构 ，从而提高其耐热性、机械强度等性能 ；或 增强高分子链间的 相互作 用力 ，即使高分 子链间形成副价交联，也可提高聚甲基丙烯酸甲酯PMMA树脂的耐热性。
权利要求书1页 说明书4页
CN 109887639 A
CN 109887639 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于，由质量百分比如下各原料组成：85～ 95wt％银粉，5～15wt％有机载体。
2 .根据权利要求1所述的一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于：所述银粉为由 片状、球状银粉中的一种或两种组成，且所述银粉为纳米级银粉及微米级银粉的混合粉，微 米级球状银粉的最大粒径＜6微米，微米级片状银粉最大片径＜25微米，片状银粉的振实密 度3 .0～6 .0g/cm3，烧损率＜0 .7％ ，比表面积0 .5～2 .0m2/g ，球状银粉的振实密度3 .3～ 5 .5g/cm3，烧损＜0 .9％，比表面积0 .1～1 .0m2/g。
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910047393 .4
(22)申请日 2019 .01 .18
(71)申请人 昆明贵金属研究所 地址 650106 云南省昆明市五华区科技路 988号（昆 明贵金属研究所 )
(72)发明人 李俊鹏 万甦伟 陈家林 刘继松 赵汝云 李燕华
7 .根据权利要求3所述的一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，其特征在于， 所述交联剂选自热固性丙烯酸树脂、甲基丙烯酸丙烯酯类、二乙烯基类、环氧类、聚醚砜等 中的一种或多种。
8 .根据权利要求3所述的一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，其特征在于， 所述助剂选自硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯DEHP、邻苯二甲 酸二丁酯DBP中的一种或多种。
方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种可焊接低温固化型功能 银浆及其制备方法。所述可焊接低温固化型功能 银浆的成分质量百分比为：85～95wt％银粉，5～ 15wt％有机载体，其中有机载体由75～90wt％改 性聚甲 基丙烯酸甲 酯PMMA树脂 ，0～15wt％有机 溶剂 ，5～20wt％交联剂和5～15wt％ 助剂组成。 本发明通过将银粉、改性聚甲基丙烯酸甲酯PMMA 树脂、有机溶剂、交联剂和助剂制备成为功能银 浆 ，制备的功能银浆经低温固化后可满足波峰 焊、回流焊、金锡焊、铟锡焊的可焊性要求。本发 明为信息电子领域高密度、高可靠的电子产品组 装提供了一种可焊接低温固化型功能银浆及其 制备方法，具有广泛的应用前景和市场价值。
(74)专利代理机构 昆明今威专利商标代理有限 公司 53115
代理人 赛晓刚
(51)Int .Cl . H01B 1/22(2006 .01) H01B 13/00(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109887639 A (43)申请公布日 2019.06.14
( 54 )发明 名称 一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备
5 .根据权利要求4所述的一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，其特征在于， 所述含活泼氢原子的单体选自甲基丙烯酸MAA、丙烯酸AA、甲基丙烯酸酰胺MAAM、丙烯酰胺 AM、顺丁烯二酸、α-氯丙烯酸等中的一种或多种。
6 .根据权利要求3所述的一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，其特征在于， 所述有机溶剂选自乙酸丁酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、甲酸-2-乙基己 酯、乙醇、乙酸乙酯、二乙二醇丁醚乙酸酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、混合二元酸酯DBE、环己 酮、乙二醇乙醚乙酸酯或乙二醇丁醚乙酸酯中的一种或多种。
9 .权利要求1所述的一种可焊接低温固化型功能银浆的制备方法，其特征在于包括以 下步骤：
(1) 将树脂与有机溶剂混合 ，用高速分散机搅拌 ，温 度不超过70℃ ，待树脂溶解完全后 降至室温，添加交联剂和助剂，使用高速分散机分散制成有机载体；
(2) 在有机载体中 加入银粉 ，使 用双行 星搅拌 机预混合成 浆 ，使 用三辊 研 磨机研 磨分 散，最后减压脱泡即得成品。
3 .根据权利要求1所述的一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于，所述有机载体 由如下各原料组成：75～90wt％改性聚甲基丙烯酸甲酯PMMA树脂，0～15wt％有机溶剂，5～ 20wt％交联剂和5～15wt％助剂组成。
4 .根据权利要求3所述的一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于，所述改性聚甲 基丙烯酸甲酯PMMA树脂是由甲基丙烯酸甲酯MMA与含活泼氢原子的单体共聚而成。
10 .权利要求1所述的一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于，所述功能银浆可 印 刷在玻 璃、铝、不锈钢、柔性基底等难附 着衬底材料上 ，固 化温 度130～1 80℃ ，固 化时间
30min，相应的体积电阻率＜1 .0×10-4Ω·cm，抗剪切力＞186N·cm-2，附着力＞百格4B，满
足波峰焊、回流焊、金锡焊、铟锡焊可焊性要求，拥有不错的导电性及附着力。
2
CN 109887639 A
说 明 书
1/4 页
一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法
技术领域 [0001] 本发明设计一种可焊接低温固化型功能银浆及其制备方法，属于信息电子新材料 领域。
背景技术 [0002] 随着时代的快速发展，电子产品的需求愈发多样化、小型化、可靠化，从而促使了 电 子器件朝着小型化 ，电 子器件组装朝着高 密度化方向发展。而电 子器件组装在保证高 密 度的同时 ，更需保证产品性能高可靠性 ，这就要求组装加工不能影响产品的性能。此外由于 目前电子产品多样化的需求，使用的材料种类也越发丰富，但诸如玻璃、铝、不锈钢、柔性基 底等难附着衬底材料不方便进行高密度组装加工，使得电子器件的发展受到了限制。 [0003] 为了丰富电子器件高密度组装方法，实现玻璃、铝、不锈钢、柔性基底等难附着衬 一种解决办法。 [0004] 目前低温固化银浆的研发主要集中在电学性能、力学性能等方面，在可焊性方面 少有研究 。要使浆料在拥有优异导电 性能的同时 满足可焊性的 要求 ，银粉 和树脂的 选择十 分重要。银粉的 选择关 系到浆料涂层的 导电 性 ，而不同的 树脂则会直接影响浆料涂层的附 着强 度和导电 性。要使浆料具备可焊性 ，则涂层必须能耐受200℃以 上的温 度冲击 ，故选择 的树脂需要相当的应变性能。在浸焊时 ，主要是焊料在浆料涂层上的 浸润和向涂层内的 扩 散过程 ，这又需要树脂具有 相当的耐热性以 及保证涂层具有 相当的附 着强 度 ，否则会发生 溶蚀。聚甲基丙烯酸甲酯PMMA树脂是制备具有可焊性浆料时的树脂优选。虽然聚甲基丙烯 酸甲酯PMMA树脂具有透光率高、机械强度高、质量轻、耐候性好、易于加工等优点，但是聚甲 基丙烯酸甲酯PMMA树脂的耐热性差，其热变形温度只有95℃，热分解温度只有225℃。故需 对其耐热性进行改性处理。常采取的改性方法为加入交联剂，使聚合物由线型结构变为体 型结构 ，从而提高其耐热性、机械强度等性能 ；或 增强高分子链间的 相互作 用力 ，即使高分 子链间形成副价交联，也可提高聚甲基丙烯酸甲酯PMMA树脂的耐热性。
权利要求书1页 说明书4页
CN 109887639 A
CN 109887639 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于，由质量百分比如下各原料组成：85～ 95wt％银粉，5～15wt％有机载体。
2 .根据权利要求1所述的一种可焊接低温固化型功能银浆，其特征在于：所述银粉为由 片状、球状银粉中的一种或两种组成，且所述银粉为纳米级银粉及微米级银粉的混合粉，微 米级球状银粉的最大粒径＜6微米，微米级片状银粉最大片径＜25微米，片状银粉的振实密 度3 .0～6 .0g/cm3，烧损率＜0 .7％ ，比表面积0 .5～2 .0m2/g ，球状银粉的振实密度3 .3～ 5 .5g/cm3，烧损＜0 .9％，比表面积0 .1～1 .0m2/g。