專利名稱：厚膜電路用導(dǎo)體漿料、應(yīng)用該漿料的厚膜電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及厚膜電路領(lǐng)域，具體涉及厚膜電路用導(dǎo)體漿料、應(yīng)用該漿料的厚膜電路板及其制造方法。
背景技術(shù)：
厚膜電路是集成電路的一種，是指將電阻、電感、電容、半導(dǎo)體元件和互連導(dǎo)線通過印刷、燒成和焊接等工序，在基板上制成的具有一定功能的電路單兀。在厚膜電路中，各功能元件之間的導(dǎo)電連接需要用到導(dǎo)體漿料，現(xiàn)有的導(dǎo)體漿料多為銀漿，銀漿在導(dǎo)電性、可焊性、附著力、穩(wěn)定性等方面性能優(yōu)異，但是由于全世界銀的礦藏量有限，再加上近幾年的過度開發(fā)，造成了貴金屬銀的價格猛增，企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的成本居高不下。而且，銀在直流偏壓作用下，容易發(fā)生遷移而導(dǎo)致短路，大大降低應(yīng)用的安全系數(shù)。 所以，需要尋找一種價格低廉且導(dǎo)電性好的金屬來代替金屬銀。目前，光伏太陽能領(lǐng)域中多采用透明玻璃作為太陽能電池板的保護裝置，并通過電線將電流導(dǎo)出，但是，此種方式造成了線路密集繁多且外形不簡潔美觀，如何解決上述問題成為擺在技術(shù)人員面前的新挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種價格低廉、安全性高、可取代銀漿的厚膜電路用導(dǎo)體漿料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種厚膜電路用導(dǎo)體漿料，其特征在于所述導(dǎo)體漿料包括下述質(zhì)量百分含量的組分銅粉729^77%、無機粘合劑89TlO%、有機粘合劑4%飛％、有機溶劑59Tl2%、助劑19^5% ;所述無機粘合劑為無鉛無鎘玻璃粉，所述有機粘合劑包括有機樹脂，所述有機樹脂占有機粘合劑的質(zhì)量百分含量為15%，所述有機溶劑為松油醇、二乙二醇丁醚和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或兩種以上的混合物，所述助劑為硅烷偶聯(lián)劑、Bi2O3、卵磷脂和司班中的一種或兩種以上的混合物。優(yōu)選地，所述銅粉由銅粉A和銅粉B組成，所述銅粉A和所述銅粉B均為球形銅粉，所述銅粉A粒徑分布為0. 5^2 u m,純度為99. 90%,所述銅粉B粒徑分布為f 3 u m,純度為99. 90%，銅粉A和銅粉B的質(zhì)量比為5 7:3 5。優(yōu)選地，所述無鉛無鎘玻璃粉的軟化點溫度為400°C ^eoo0C，粒徑分布為I飛U m。優(yōu)選地，所述有機粘合劑還包括松油醇，所述有機樹脂為乙基纖維素。優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為KH-550。本發(fā)明的另一個目的是提供一種價格低廉、安全性高、燒成特性性能優(yōu)良且外形美觀的厚膜電路板，包括基板、導(dǎo)體漿料敷設(shè)的導(dǎo)體層和包封漿料敷設(shè)的包封層，其特征在于所述基板為鋼化玻璃，所述導(dǎo)體漿料為上述導(dǎo)體漿料。優(yōu)選地，所述包封漿料包括下述質(zhì)量百分含量的組分顏料59T8%、無鉛玻璃粉759^80%、有機粘合劑5%飛％、有機溶劑79Tl3%、有機助劑1% 2% ;所述有機粘合劑包括有機樹脂，所述有機樹脂占有機粘合劑的質(zhì)量百分含量為15%，所述有機溶劑為松油醇和二乙二醇丁醚中的一種或兩種，所述有機助劑為有機硅消泡劑和潤濕分散劑中的一種或兩種。優(yōu)選地，所述顏料為耐高溫?zé)o機顏料，粒徑分布為f 3 U m。優(yōu)選地，所述無鉛玻璃粉為微晶玻璃粉，軟化點溫度為450°C ^600°C，粒徑分布為I 5 u m0優(yōu)選地，所述有機粘合劑還包括二乙二醇丁醚，所述有機樹脂為乙基纖維素。優(yōu)選地，所述有機硅消泡劑為Airex980。優(yōu)選地，所述潤濕分散劑為Dispers710。本發(fā)明的第三個目的是提供一種制造上述厚膜電路板的方法，包括以下步驟a、導(dǎo)體漿料的制備將配方中除有機溶劑外的組分混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加配方中的有機溶劑，調(diào)節(jié)粘度，研磨2(T40min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料滿足粘度為2(T70pa s/25°C，細度為10 20 y m，銅含量為70% 85%，裝瓶備用；b、包封漿料的制備將配方中除有機溶劑外的組分混合加入到三輥軋機中，一 邊軋制漿料一邊添加配方中的有機溶劑，調(diào)節(jié)粘度，研磨2(T40min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料滿足粘度為l(T50pa s/25°C，細度為1(T20 y m，固體含量為75% 90%，裝瓶備用；C、基板的制備將普通平板玻璃放入玻璃鋼化爐中進行鋼化處理；d、電路圖的印刷采用厚膜印刷工藝以步驟a的導(dǎo)體漿料為原料將電路設(shè)計圖印刷在步驟c的基板上，放入紅外烘箱中在10(Tl5(rC干燥2 5min，干燥完畢后降溫；e、包封以步驟b的包封漿料為原料在上述電路圖的表面印刷包封層，整個導(dǎo)體層只露出焊接引腳的部分，然后放入紅外烘箱中在10(Tl5(rC干燥2 5min ；f、燒結(jié)將印刷完畢的電路板放入氮氣隧道爐中進行燒結(jié)，帶速為160mm/min，峰值溫度為 500°C "580°C /5 15min，總時長為 5(T60min ；g、燒結(jié)完畢后，測試性能，包裝。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點I、本發(fā)明提供的導(dǎo)體漿料以金屬銅粉為導(dǎo)電粉體，金屬銅具有良好的導(dǎo)電性，銅的體積電阻率為I. 70X10-6 Q cm，僅次于銀的體積電阻率(I. 62 X 10-6 Q cm)，并且金屬銅較金屬銀來源廣泛，價格低廉，在直流偏壓作用下不會發(fā)生遷移，安全性高，經(jīng)檢測，本發(fā)明提供的銅漿燒結(jié)后具有優(yōu)異的方阻、可焊性、附著力、耐旱性和分辨率，完全可以取代現(xiàn)有的銀漿；2、本發(fā)明提供的厚膜電路板采用鋼化玻璃作為基板，具有優(yōu)異的強度、穩(wěn)定性和透明度，可使其所保護的電子器件免受外界侵蝕，基于此，該電路板可用于光伏太陽能領(lǐng)域作為太陽能電池板的保護裝置和電流導(dǎo)出裝置，其代替了傳統(tǒng)的電線，使導(dǎo)體集成到鋼化玻璃上，使電路集成度高、外形簡潔美觀，在對太陽能電池板起到保護的同時又不影響其采光性率；3、本發(fā)明所用的包封漿料與無鉛銅漿、鋼化玻璃燒結(jié)匹配性好，燒結(jié)后被包封的銅導(dǎo)體電阻率變化小，釉面光滑致密、抗UV和黃化性好；4、本發(fā)明提供的厚膜電路板中所用的導(dǎo)體漿料和包封漿料均符合RoHS標準；5、本發(fā)明提供的厚膜電路板經(jīng)檢測各項性能指標均符合國家標準。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例是對發(fā)明的解釋，本發(fā)明并不局限于以下實施例。實施例I導(dǎo)體漿料的配方銅粉A45g、銅粉B27g、無鉛無鎘玻璃粉8. 4g、由乙基纖維素和松油醇組成的有機粘合劑4g、松油醇10g、鄰苯二甲酸二丁酯I. 6g、KH-5502g、Bi2033g
包封漿料的配方=Cr2O3顏料6g、微晶玻璃粉75g、由乙基纖維素和二乙二醇丁醚組成的有機粘合劑 5g、松油醇 13g、Airex9800. 5g、Dispers7100. 5g厚膜電路板的制造a、導(dǎo)體漿料的制備將配方中除松油醇和鄰苯二甲酸二丁酯外的組分混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加松油醇鄰苯二甲酸二丁酯，調(diào)節(jié)粘度，研磨40min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料粘度為30pa s/25°C，細度為20 ym，銅含量為72%，裝瓶備用；b、包封漿料的制備將配方中除松油醇外的組分混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加松油醇，調(diào)節(jié)粘度，研磨30min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料滿足粘度為20pa s/25°C，細度為15 ym，固體含量為85%，裝瓶備用。C、基板的制備將50cmX50cm的普通平板玻璃放入玻璃鋼化爐中，對平板玻璃進行鋼化處理。d、電路圖的印刷采用厚膜印刷工藝以步驟a的導(dǎo)體漿料為原料將電路設(shè)計圖印刷在步驟c的基板上，放入紅外烘箱中在120°C干燥4min，干燥完畢后降溫；e、包封以步驟b的包封漿料為原料在上述電路圖的表面印刷包封層，整個導(dǎo)體層只露出焊接引腳的部分，然后放入紅外烘箱中在120°C干燥3min ；f、燒結(jié)將印刷完畢的電路板放入氮氣隧道爐中進行燒結(jié)，帶速為160mm/min，峰值溫度為560°C /lOmin，總時長為60min ；g、燒結(jié)完畢后，測試性能，包裝。實施例2導(dǎo)體漿料的配方銅粉A45g、銅粉B30g、無鉛無鎘玻璃粉8. 8g、由乙基纖維素和松油醇組成的有機粘合劑4. 3g、松油醇2g、二乙二醇丁醚4g、鄰苯二甲酸二丁酯I. 6、卵磷脂lg、Bi2033. 3g包封漿料的配方=Cr2O3顏料6g、微晶玻璃粉78g、由乙基纖維素和二乙二醇丁醚組成的有機粘合劑 5. 2g、松油醇 4. 8g、二乙二醇丁醚 5g、Airex9800. 5g、Dispers7100. 5g厚I旲電路板的制造a、導(dǎo)體漿料的制備將配方中的銅粉A、銅粉B、無鉛無鎘玻璃粉、有機粘合劑、卵磷脂和Bi2O3混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加松油醇、二乙二醇丁醚和鄰苯二甲酸二丁酯，調(diào)節(jié)粘度，研磨40min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料粘度為32pa s/25°C，細度為20 ym，銅含量為75%，裝瓶備用；b、包封漿料的制備將配方中除松油醇和二乙二醇丁醚外的組分混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加松油醇和二乙二醇丁醚，調(diào)節(jié)粘度，研磨30min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料滿足粘度為23pa s/25°C，細度為15 ym，固體含量為84%，裝瓶備用。C、基板的制備將50CmX50Cm的普通平板玻璃放入玻璃鋼化爐中，對平板玻璃進行鋼化處理。d、電路圖的印刷采用厚膜印刷工藝以步驟a的導(dǎo)體漿料為原料將電路設(shè)計圖印刷在步驟c的基板上，放入紅外烘箱中在120°C干燥4min，干燥完畢后降溫；e、包封以步驟b的包封漿料為原料在上述電路圖的表面印刷包封層，整個導(dǎo)體層只露出焊接引腳的部分，然后放入紅外烘箱中在120°C干燥3min ； f、燒結(jié)將印刷完畢的電路板放入氮氣隧道爐中進行燒結(jié)，帶速為160mm/min，峰值溫度為560°C /lOmin，總時長為60min ；g、燒結(jié)完畢后，測試性能，包裝。實施例3導(dǎo)體漿料的配方銅粉A45g、銅粉B32g、無鉛無鎘玻璃粉9g、由乙基纖維素和松油醇組成的有機粘合劑4. 5g、二乙二醇丁醚4g、鄰苯二甲酸二丁酯I. 5g、司班80 lg、Bi203 3g包封漿料的配方=Cr2O3顏料6g、微晶玻璃粉80g、由乙基纖維素和二乙二醇丁醚組成的有機粘合劑 5. 4g、二乙二醇丁醚 I. 6g、Airex9800. 5g、Dispers7100. 5g厚膜電路板的制造a、導(dǎo)體漿料的制備將配方中除二乙二醇丁醚和鄰苯二甲酸二丁酯外的組分混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加二乙二醇丁醚和鄰苯二甲酸二丁酯，調(diào)節(jié)粘度，研磨40min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料粘度為35pa s/25°C，細度為20 u m,銅含量為77%，裝瓶備用；b、包封漿料的制備將配方中除二乙二醇丁醚外的組分混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加二乙二醇丁醚，調(diào)節(jié)粘度，研磨30min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料滿足粘度為25pa s/25°C，細度為15 u m,固體含量為86%，裝瓶備用。C、基板的制備將50cmX50cm的普通平板玻璃放入玻璃鋼化爐中，對平板玻璃進行鋼化處理。d、電路圖的印刷采用厚膜印刷工藝以步驟a的導(dǎo)體漿料為原料將電路設(shè)計圖印刷在步驟c的基板上，放入紅外烘箱中在120°C干燥4min，干燥完畢后降溫；e、包封以步驟b的包封漿料為原料在上述電路圖的表面印刷包封層，整個導(dǎo)體層只露出焊接引腳的部分，然后放入紅外烘箱中在120°C干燥3min ；f、燒結(jié)將印刷完畢的電路板放入氮氣隧道爐中進行燒結(jié)，帶速為160mm/min，峰值溫度為560°C /lOmin，總時長為60min ；g、燒結(jié)完畢后，測試性能，包裝。性能測試根據(jù)國家有關(guān)標準中的規(guī)定對實施例I至3中的導(dǎo)體漿料及厚膜電路板進行性能測試，測試結(jié)果見表I和表2:
表1

權(quán)利要求
1.一種厚膜電路用導(dǎo)體漿料，其特征在于所述導(dǎo)體漿料包括下述質(zhì)量百分含量的組分銅粉72% 77%、無機粘合劑8% 10%、有機粘合劑4% 6%、有機溶劑5% 12%、助劑1% 5% ;所述無機粘合劑為無鉛無鎘玻璃粉，所述有機粘合劑包括有機樹脂，所述有機樹脂占有機粘合劑的質(zhì)量百分含量為15%，所述有機溶劑為松油醇、二乙二醇丁醚和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或兩種以上的混合物，所述助劑為硅烷偶聯(lián)劑、Bi2O3、卵磷脂和司班中的一種或兩種以上的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)體漿料，其特征在于所述銅粉由銅粉A和銅粉B組成，所述銅粉A和所述銅粉B均為球形銅粉，所述銅粉A粒徑分布為0. 5^2 u m,純度為99. 90%,所述銅粉B粒徑分布為f 3 u m,純度為99. 90%,銅粉A和銅粉B的質(zhì)量比為5 7: 3 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)體漿料，其特征在于所述無鉛無鎘玻璃粉的軟化點溫度為400°C "600°C，粒徑分布為I 5 ii m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)體漿料，其特征在于所述有機粘合劑還包括松油醇，所述有機樹脂為乙基纖維素。
5.一種厚膜電路板，包括基板、導(dǎo)體漿料敷設(shè)的導(dǎo)體層和包封漿料敷設(shè)的包封層，其特征在于所述基板為鋼化玻璃，所述導(dǎo)體漿料為權(quán)利要求I至4任意一項所述的導(dǎo)體漿料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的厚膜電路板，其特征在于所述包封漿料包括下述質(zhì)量百分含量的組分顏料59^8%、無鉛玻璃粉75% 80%、有機粘合劑5%飛％、有機溶劑7% 13%、有機助劑19T2% ;所述有機粘合劑包括有機樹脂，所述有機樹脂占有機粘合劑的質(zhì)量百分含量為15%，所述有機溶劑為松油醇和二乙二醇丁醚中的一種或兩種，所述有機助劑為有機硅消泡劑和潤濕分散劑中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厚膜電路板，其特征在于所述顏料為耐高溫?zé)o機顏料，粒徑分布為3 u m。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厚膜電路板，其特征在于所述無鉛玻璃粉為微晶玻璃粉，軟化點溫度為450°C 600°C，粒徑分布為I m。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的厚膜電路板，其特征在于所述有機粘合劑還包括二乙二醇丁醚，所述有機樹脂為乙基纖維素。
10.一種制造權(quán)利要求5至9任意一項所述的厚膜電路板的方法，包括以下步驟 a、導(dǎo)體漿料的制備將配方中除有機溶劑外的組分混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加配方中的有機溶劑，調(diào)節(jié)粘度，研磨2(T40min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料滿足粘度為2(T70pa*s/25°C，細度為10 20 y m，銅含量為70% 85%，裝瓶備用; b、包封漿料的制備將配方中除有機溶劑外的組分混合加入到三輥軋機中，一邊軋制漿料一邊添加配方中的有機溶劑，調(diào)節(jié)粘度，研磨2(T40min后，分散成具有一定細度均勻分散的漿料，漿料滿足粘度為l(T50pa*s/25°C，細度為10 20 y m，固體含量為75% 90%，裝瓶備用； C、基板的制備將普通平板玻璃放入玻璃鋼化爐中進行鋼化處理； d、電路圖的印刷采用厚膜印刷工藝以步驟a的導(dǎo)體漿料為原料將電路設(shè)計圖印刷在步驟c的基板上，放入紅外烘箱中在10(Tl5(rC干燥2 5min，干燥完畢后降溫； e、包封以步驟b的包封漿料為原料在上述電路圖的表面印刷包封層，整個導(dǎo)體層只露出焊接引腳的部分，然后放入紅外烘箱中在10(Tl50°C干燥2 5min ； f、燒結(jié)將印刷完畢的電路板放入氮氣隧道爐中進行燒結(jié)，帶速為160mm/min，峰值溫度為5000C 580。。/5 15min，總時長為50 60min ； g、燒結(jié)完畢后，測試性能，包裝。
全文摘要
厚膜電路用導(dǎo)體漿料、應(yīng)用該漿料的厚膜電路板及其制造方法，涉及厚膜電路領(lǐng)域。本發(fā)明的一個目的是提供一種價格低廉、安全性高、可取代銀漿的厚膜電路用導(dǎo)體漿料，包括下述質(zhì)量百分含量的組分銅粉72%~77%、無機粘合劑8%~10%、有機粘合劑4%~6%、有機溶劑5%~12%、助劑1%~5%。本發(fā)明的另一個目的是提供一種應(yīng)用上述漿料的厚膜電路板，所述厚膜電路板以鋼化玻璃作為基板。本發(fā)明的第三個目的是提供一種制造上述厚膜電路板的方法，包括導(dǎo)體漿料的制備、包封漿料的制備、基板的制備、電路圖的印刷、包封、燒結(jié)、測試性能、包裝。該厚膜電路板燒成特性性能優(yōu)良且外形美觀，可廣泛應(yīng)用于電子元器件的制造領(lǐng)域。
文檔編號H01Q1/22GK102760934SQ201210260679
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者葉志龍, 張炳, 胡教軍 申請人:深圳市圣龍?zhí)仉娮佑邢薰?br>