丝网印刷用金基导体浆料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种丝网印刷用金基导体浆料及其制备方法。该导体浆料含有金粉颗粒、玻璃粉、及含有铜元素的有机载体，所述的有机载体中铜元素是以有机铜形式存在。本发明专利技术提供的丝网印刷用金基导体浆料具有以下优点：1）提高电子元件、布线基板的可靠性；2）提高烧结后金丝键合性能明显：3）提高金基导体浆料表面烧结光洁性。

【技术实现步骤摘要】
丝网印刷用金基导体浆料及其制备方法
本专利技术属于导体浆料及其制备方法的
，具体涉及一种以金为导电材料的丝网印刷用的导体浆料和制备该导体浆料的方法。
技术介绍
在电子元件、印刷电路板/基板等布线导体的形成中，已知使用导电糊剂的方法，从确保高导电性的观点出发，主要使用以银Ag为主要成分的银糊剂作为导电糊剂。但是，银糊剂存在容易产生离子迁移即银的电析，由此发生布线间的短路等故障，妨碍布线基板可靠性的问题。因此，对于有可靠性要求的元器件提出了使用不易产生迁移现象的以金为主要成分的金导体浆料来代替银导体浆料从而提高电子元件、布线基板的可靠性的技术。但是以金为主要成分的金导体浆料制备工艺上存在很多技术性的难点。首先，对于常规的银导体浆料而言，其焊接形式一般为锡焊，其焊点为毫米级，所加入的氧化物是微米级；而对于金导体浆料而言，其焊接形式一般为键压，键压点的直径为微米级，为了保证键压的一致性，要求金导体浆料的分散度要远远高于常规的银导体浆料。通常，作为厚膜电路用的导体浆料，一般印刷在氧化铝/氮化铝基片上，作为导体浆料是通过微米级导电粉末和玻璃粉、无机添加剂分散在有机载体中制得。其中的无机物添加剂一般氧化物，如专利文献CN102270513A中记载的为了改善导体浆料的的某些特性而加入的一些无机氧化物，改善浆料的附着力、可焊性，这些氧化物的加入量占浆料总量的0.2-2%，粒径小于10μm左右，但所加入的氧化物占浆料总体的量极少，在辊轧中是否能有效的分散是其后期性能良好与否的一个关键因素。铜元素作为保证金导体浆料金丝键合强度的一个重要元素，常规金导体浆料是以微米级铜粉或氧化铜的方式加入，在分散过程中由于是微米级别的粉末，不能保证每个微小单位都有存在铜元素。因此，想要应用以金为主要成分的金导体浆料，以上问题急需解决。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供丝网印刷用金基导体浆料及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种丝网印刷用金基导体浆料，其特征在于：按重量百分比，该导体浆料包括75%-85%金粉颗粒、0.5-5%玻璃粉和10%-25%有机载体；所述的有机载体包括70%-90%有机溶剂、3%-20%有机粘结相和5%-10%含铜有机物。所述的含铜有机物为以下有机物的一种或几种，含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜。所述含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜为甲酸铜、乙酸铜、丙酸铜、丁酸铜、丙烯酸铜、己二酸铜。所述含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜优选为乙酸铜、丙酸铜、丁酸铜，所述有机铜占所述导体浆料的重量百分比为0.2%-2%。所述金粉颗粒包括球形金粉、片状金粉或两者混合物，所述金粉颗粒的平均粒径0.5-5μm，优选为1-3μm。所述玻璃粉为硼硅酸锌玻璃、硼硅酸钡玻璃或两者混合物，玻璃粉占所述导体浆料的重量百分比为0.5-5%，优选为1-4%；玻璃粉的平均粒径为0.5um-10μm，优选1μm-6μm。所述有机载体中的有机溶剂为松油醇、丁基卡必醇或丁基卡必醇醋酸酯。所述有机载体中的有机粘结相为乙基纤维素、硝基纤维素、丙烯酸树脂、丁醛树脂或马来酸树脂。所述的丝网印刷用金基导体浆料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：将含铜有机物、有机粘结相加入有机溶剂中加热溶解，制成含有铜元素的有机载体；步骤二：将金粉颗粒、玻璃粉以及步骤一得到的有机载体进行混合搅拌；步骤三：对步骤二所得体系进行常规辊轧、过滤即得丝网印刷用金基导体浆料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1.提高电子元件、布线基板的可靠性：本专利技术采用了以不易产生迁移现象的金为主要成分的金导体浆料来代替银导体浆料，解决了因离子迁徙而造成的布线间的短路故障以及妨碍布线基板可靠性的问题，从而很好的提高了电子元件、布线基板的可靠性的技术；2.提高烧结后金丝键合性能明显：本专利技术采用了有机铜所提供的铜元素代替了常规金导体浆料是以微米级铜粉或氧化铜的方式加入，较直接添加铜在浆料中，更加容易分散，铜元素在浆料中更均匀，烧结后对金丝键合性能提高明显，能有效提高铜元素在浆料中的均匀性和广泛性。3.提高金基导体浆料表面烧结光洁性：常规金基导体浆料中铜元素是以无机铜形式存在，在金浆烧结后尤其是后续的包封烧结后，金层表面会出现明显的发暗现象，而使用有机铜提供铜元素的金基导体浆料在烧结后表面光亮，后续的包封工艺也不会影响其光泽度。本专利技术金基导体浆料中涉及的铜元素用有机铜形式替换了由常规的无机铜。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术提供一种丝网印刷用金基导体浆料，其特征在于：按重量百分比，该导体浆料包括75%-85%金粉颗粒、0.5-5%玻璃粉和10%-25%有机载体；所述的有机载体包括70%-90%有机溶剂、3%-20%有机粘结相和5%-10%含铜有机物。所述的含铜有机物为以下有机物的一种或几种，含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜。所述含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜为甲酸铜、乙酸铜、丙酸铜、丁酸铜、丙烯酸铜、己二酸铜。所述含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜优选为乙酸铜、丙酸铜、丁酸铜，所述有机铜占所述导体浆料的重量百分比为0.2%-2%。所述金粉颗粒包括球形金粉、片状金粉或两者混合物，所述金粉颗粒的平均粒径0.5-5μm，优选为1-3μm。所述玻璃粉为硼硅酸锌玻璃、硼硅酸钡玻璃或两者混合物，玻璃粉占所述导体浆料的重量百分比为0.5-5%，优选为1-4%；玻璃粉的平均粒径为0.5um-10μm，优选1μm-6μm。所述有机载体中的有机溶剂为松油醇、丁基卡必醇或丁基卡必醇醋酸酯。所述有机载体中的有机粘结相为乙基纤维素、硝基纤维素、丙烯酸树脂、丁醛树脂或马来酸树脂。所述的丝网印刷用金基导体浆料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一：将含铜有机物、有机粘结相加入有机溶剂中加热溶解，制成含有铜元素的有机载体；步骤二：将金粉颗粒、玻璃粉以及步骤一得到的有机载体进行混合搅拌；步骤三：对步骤二所得体系进行常规辊轧、过滤即得丝网印刷用金基导体浆料。实施例1将0.2份甲酸铜和7.8份乙基纤维素溶解于10份松油醇中制得有机载体，将80份金粉、2份硼硅酸锌玻璃粉加入溶好的有机载体中。用搅拌器将混合物充分搅拌，用三辊轧机进行分散，得到丝网印刷用金基导体浆料试样1。实施例2将1份甲酸铜和5份乙基纤维素溶解于10份松油醇中制得有机载体，将82份金粉、2份硼硅酸锌玻璃粉加入溶好的有机载体中，用搅拌器将混合物充分搅拌，用三辊轧机进行分散，得到丝网印刷用金基导体浆料试样2。实施例3将2份甲酸铜和4份乙基纤维素溶解于10份松油醇中制得有机载体。将82份金粉、2份硼硅酸锌玻璃粉加入溶好的有机载体中，用搅拌器将混合物充分搅拌，用三辊轧机进行分散，得到丝网印刷用金基导体浆料试样3。实施例4将0.5份乙酸铜和7.5份乙基纤维素溶解于10份松油醇中制得有机载体。将80份金粉、2份硼硅酸锌玻璃粉加入溶好的有机载体中，用搅拌器将混合物充分搅拌，用三辊轧机进行分散，得到丝网印刷用金基导体浆料试样4。实施例5将1份乙酸铜和5份乙基纤维素溶解于10份松油醇中制得有机载体。将82份金粉、2份硼硅酸锌玻璃粉加入溶好的有机载体中，用搅拌器将混合物充分搅拌，用三辊轧机进本文档来自技高网...

【技术保护点】
丝网印刷用金基导体浆料，其特征在于：按重量百分比，该导体浆料包括75%‑85%金粉颗粒、0.5‑5%玻璃粉和10%‑25%有机载体；所述的有机载体包括70%‑90%有机溶剂、3%‑20%有机粘结相和5%‑10%含铜有机物。

【技术特征摘要】
1.丝网印刷用金基导体浆料，其特征在于：按重量百分比，该导体浆料包括75%-85%金粉颗粒、0.5-5%玻璃粉和10%-25%有机载体；所述的有机载体包括70%-90%有机溶剂、3%-20%有机粘结相和5%-10%含铜有机物。2.根据权利要求1所述的丝网印刷用金基导体浆料，其特征在于：所述的含铜有机物为以下有机物的一种或几种，含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜。3.根据权利要求2所述的丝网印刷用金基导体浆料，其特征在于：所述含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜为甲酸铜、乙酸铜、丙酸铜、丁酸铜、丙烯酸铜、己二酸铜。4.根据权利要求3所述的丝网印刷用金基导体浆料，其特征在于：所述含有羟基、羧基、氨基功能团的有机铜优选为乙酸铜、丙酸铜、丁酸铜，所述有机铜占所述导体浆料的重量百分比为0.2%-2%。5.根据权利要求1所述的丝网印刷用金基导体浆料，其特征在于：所述金粉颗粒包括球形金粉、片状金粉或两者混合物，所述金粉颗粒的平均粒径0.5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建益，王要东，党丽萍，陆冬梅，周宝荣，王大林，
申请(专利权)人：西安宏星电子浆料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61