一种玻璃基电路板专用导电材料制造技术

本发明专利技术提供了一种玻璃基电路板专用导电材料，由A、专用银粉，B、粒径为180～300nm的亚纳米球状银粉，C、粒径为180～300nm的亚纳米球状银铟合金粉和D、粒径为250～500nm的纯铟粉，按照质量比例A:B:C:D＝86.5～93.9:5～10:1～3:0.1～0.5混合而成。本发明专利技术的原理如下：液态铟应力大，将粉末间收缩得更加紧密；四种金属粉末的熔点高低不同，可分别对粉末间的空隙进行填充，增强了粉末间的结合力；金属铟的柔韧性好，在线路底层形成高铟银合金层，增加线路的柔韧性；以及专用银粉的不规则形状，增强了金属粉末之间的结合力，使整个电路板的导电层变得更加致密，从而使材料的导电力增强。

A special conductive material for glass based circuit board

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃基电路板专用导电材料
本专利技术涉及一种玻璃基电路板专用导电材料，属于金属材料

技术介绍
现有技术中的气雾化制粉方法制出的银粉为表面形状规则的球状，这种银粉在用作制造电路板的导电原料时，由于球状面之间的接触面较小，互相结合时空隙较大，且普通银粉由于成分单一，其制成的银浆在烧结阶段时并未达到银粉的熔融温度，因此银粉之间只能靠添加剂来进行结合，由于添加剂本身并不导电，因此添加剂的大量使用使线路的导电性能大大降低，且使得材料脆性加大，在玻璃基板发生变形时容易断裂，造成玻璃基电路板的损坏。如果添加剂加入量少，则会导致无法充满球状银粉颗粒间的空隙，使银粉颗粒间的结合力变差，导致电路的导电性变差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，并提供一种玻璃基电路板专用导电材料，该材料作为玻璃基电路板的导电主体材料，可提高电路板的导电率，使结合力增强，耐焊性能好，同时具有良好的柔韧性，在玻璃基板发生变形时不容易断裂，延长玻璃基电路板的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种玻璃基电路板专用导电材料，由A、专用银粉，B、粒径180～300nm的亚纳米球状银粉，C、粒径180～300nm的亚纳米球状银铟合金粉和D、粒径250～500nm的纯铟粉，按照质量比例A:B:C:D＝86.5～93.9:5～10:1～3:0.1～0.5，混合而成；其中所述专用银粉通过以下方法制得：S1、将固态的纯银或银合金熔化成液态银，其中所述纯银中银含量≥99.9％；所述银合金中银含量≥90％，其余组分为导电金属；S2、将液态银导入氮气浓度≥99.99％的氮气氛雾化室，雾化喷嘴对导入的液态银喷射高压雾化气体使液态银雾化，雾化后的雾化物颗粒为1-5μm，在雾化物凝固前，设置于雾化室的低温氮气喷嘴对尚未凝固的雾化物进行频率3～10HZ的爆冲喷射，爆冲喷射的气体压力为0.2～1MPa，雾化物在爆冲喷射出的低温氮气的冲击作用下变成不规则的形状，且低温氮气的低温使雾化物在变形的同时迅速凝固，形成玻璃基电路板专用导电银粉，所用低温氮气的温度为-85℃～-65℃，浓度为≥99.99％。对上述技术方案的进一步改进是，所述C、银铟合金粉中的银元素和铟元素的质量比例为银:铟＝90～95:5～10。所述S2中，雾化喷嘴的工作电压为30-60KV，雾化速率为2～15Kg/h，雾化频率为1～30MHZ,雾化喷嘴雾化压力为0.8～2.4MPa。所述S2中，雾化室内设有一个以上低温氮气喷嘴，低温氮气喷嘴的喷气方向与凝固前的雾化物的移动方向成90°～135°夹角。所述S1中银合金中的其它导电金属为金、铜、铟、镓、铝、锡和铅中的一种或多种。在制作玻璃基电路板的导电线路时，将含有本专利技术提供的玻璃基电路板专用导电材料的浆料涂敷在玻璃基板上，然后再经150-200℃低温烘干和500-750℃高温熔结阶段进行固化。由于本专利技术提供的玻璃基电路板专用导电材料是由专用银粉、粒径180～300nm的亚纳米球状银粉、粒径180～300nm的亚纳米球状银铟合金粉和粒径250～500nm的纯铟粉，按比例混合而成，每种金属粉末的熔点各不相同。在150-200℃低温烘干阶段，由于铟的熔点为145℃，在烘干阶段所述纯铟粉会变为液态，由于液态铟的应力很大，会使其它所述A专用银粉、B亚纳米球状银粉和C银铟合金粉颗粒之间收缩得更加紧密，粉末颗粒之间缝隙变小，结合力增强。而在进入500-750℃高温熔结阶段时，熔点最低的纯铟粉最先熔化,液态铟沿专用银粉、亚纳米球状银粉和亚纳米球状银铟合金粉之间的缝隙下沉，随着温度增高银铟合金粉熔化，继续沿着专用银粉和亚纳米球状银粉之间的缝隙下沉，并与之前熔化的纯铟粉形成铟元素比例更大的银铟合金液，在与玻璃基表面相结合的部位形成一层高铟银合金层，产生十分良好的附着性及柔韧性，在玻璃基板发生变形时不容易断裂，同时使基层粉末之间的连接性更加致密，加强结合力的同时增强了导电能力。当温度继续升高至600℃以上时，还没有达到专用银粉的熔点温度，此时亚纳米球状银粉呈半熔化状态，继续填充并使专用银粉结合，使整个导电层变得更加致密，增强了金属粉末之间的结合力，由于专用银粉的不规则形状使浆料结合得更为牢固，从而使材料的导电力增强，提高耐焊性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例一：本实施例由由A、专用银粉，B、粒径180nm的亚纳米球状银粉，C、银元素和铟元素的质量比例为92:8且粒径200nm的亚纳米球状银铟合金粉和D、粒径320nm的纯铟粉，按照质量比例A:B:C:D＝88:8.8:3:0.2，混合而成；其中所用专用银粉通过以下方法制得：S1、将固态的纯银熔化成液态银，其中所述纯银中银含量为99.9％；S2、将液态银导入氮气浓度为99.99％的氮气氛雾化室，雾化喷嘴对导入的液态银喷射高压雾化气体使液态银雾化，雾化后的雾化物颗粒为1.5μm，在雾化物凝固前，设置于雾化室的一个低温氮气喷嘴对尚未凝固的雾化物进行频率8HZ的爆冲喷射，低温氮气喷嘴的喷气方向与凝固前的雾化物的移动方向成90°夹角，爆冲喷射的气体压力为0.8MPa，雾化物在爆冲喷射出的低温氮气的冲击作用下变成不规则的形状，且低温氮气的低温使雾化物在变形的同时迅速凝固，形成玻璃基电路板专用导电银粉，所用低温氮气的温度为-80℃，浓度为99.99％。雾化喷嘴的工作电压为52KV，雾化速率为3Kg/h，雾化频率为23MHZ,雾化喷嘴雾化压力为2.2MPa。实施例二：本实施例由A、专用银粉，B、粒径为260nm的亚纳米球状银粉，C、银元素和铟元素的质量比例为95:5且粒径为250nm的亚纳米球状银铟合金粉和D、粒径为500nm的纯铟粉，按照质量比例A:B:C:D＝92.5:5.5:1.5:0.5混合而成；其中所述专用银粉为通过以下步骤的制造方法获得：S1、将固态的银合金熔化成液态银，其中所述纯银合金中银含量为91％，其余导电金属为铜或者金、铟、镓、铝、锡和铅中的一种或多种，含量为9％；S2、将液态银导入氮气浓度为99.99％的氮气氛雾化室，雾化喷嘴对导入的液态银喷射高压雾化气体使液态银雾化，雾化后的雾化物颗粒为4μm，在雾化物凝固前，设置于雾化室的两个低温氮气喷嘴对尚未凝固的雾化物进行频率3.5HZ的爆冲喷射，两个低温氮气喷嘴在同一水平线上，且两个低温氮气喷嘴的喷气方向均与凝固前的雾化物的移动方向成120°夹角，爆冲喷射的气体压力为0.4MPa，雾化物在爆冲喷射出的低温氮气的冲击作用下变成不规则的形状，且低温氮气的低温使雾化物在变形的同时迅速凝固，形成玻璃基电路板专用导电银粉，所用低温氮气的温度为-68℃，浓度为99.99％。雾化喷嘴的工作电压为36KV，雾化速率为12Kg/h，雾化频率为5MHZ,雾化喷嘴雾化压力为1.0MPa。本专利技术两个实施例所制得的玻璃基电路板专用导电材料均能够实现高导电率、高结合力和具有良好的柔韧性，其原理如下：一是利用了液态铟应力大的原理，在低温烘干阶段，液态铟将其余三种未熔化的粉末收缩得更为紧密，减小了粉末之间的空隙，增强了结合力；二是利用四种金属粉末的熔点高低不同，在高温熔结阶段D粉末最先熔化，沿其余未熔化的粉末之间的空隙下沉，填充到金属粉末的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃基电路板专用导电材料，其特征在于由A、专用银粉，B、粒径180～300nm的亚纳米球状银粉，C、粒径180～300nm的亚纳米球状银铟合金粉和D、粒径250～500nm的纯铟粉，按照质量比例A:B:C:D＝86.5～93.9:5～10:1～3:0.1～0.5，混合而成；其中所述专用银粉通过以下方法制得：S1、将固态的纯银或银合金熔化成液态银，其中所述纯银中银含量≥99.9％；所述银合金中银含量≥90％，其余组分为导电金属；S2、将液态银导入氮气浓度≥99.99％的氮气氛雾化室，雾化喷嘴对导入的液态银喷射高压雾化气体使液态银雾化，雾化后的雾化物颗粒为1‑5μm，在雾化物凝固前，设置于雾化室的低温氮气喷嘴对尚未凝固的雾化物进行频率3～10HZ的爆冲喷射，爆冲喷射的气体压力为0.2～1MPa，雾化物在爆冲喷射出的低温氮气的冲击作用下变成不规则的形状，且低温氮气的低温使雾化物在变形的同时迅速凝固，形成玻璃基电路板专用导电银粉，所用低温氮气的温度为‑85℃～‑65℃，浓度为≥99.99％。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃基电路板专用导电材料，其特征在于由A、专用银粉，B、粒径180～300nm的亚纳米球状银粉，C、粒径180～300nm的亚纳米球状银铟合金粉和D、粒径250～500nm的纯铟粉，按照质量比例A:B:C:D＝86.5～93.9:5～10:1～3:0.1～0.5，混合而成；其中所述专用银粉通过以下方法制得：S1、将固态的纯银或银合金熔化成液态银，其中所述纯银中银含量≥99.9％；所述银合金中银含量≥90％，其余组分为导电金属；S2、将液态银导入氮气浓度≥99.99％的氮气氛雾化室，雾化喷嘴对导入的液态银喷射高压雾化气体使液态银雾化，雾化后的雾化物颗粒为1-5μm，在雾化物凝固前，设置于雾化室的低温氮气喷嘴对尚未凝固的雾化物进行频率3～10HZ的爆冲喷射，爆冲喷射的气体压力为0.2～1MPa，雾化物在爆冲喷射出的低温氮气的冲击作用下变成不规则的形状，且低温氮气的低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏波，刘荣华，涂建明，陈伦辉，
申请(专利权)人：智玻蓝新科技武汉有限公司，夏波，
类型：发明
国别省市：湖北,42