具有高附着强度的可焊接传导合成物制造技术

本发明专利技术提供了可直接焊接并可直接接合到衬底上的传导合成物．该合成物是由全部为片形的银和树脂体系构成的．所述树脂体系包括酚醛树脂，丙烯酸树脂，聚氨基甲酸乙酯树脂，氯乙烯／醋酸乙烯酯共聚物，环氧树脂和环氧硬化剂．通过制出具有这种复合载体体系的合成物，制作出了具有优异可焊接性和粘着性的合成物．还提供了制作这些合成物的方法．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传导合成物，它可用于诸如印刷线路板上的电子线路的电子用途。更具体地说，本专利技术涉及可直接焊接并可直接接合到衬底上的传导合成物。加到支承或衬底结构上的导电合成物必须具有足够的电流传导性并必须牢固地附着在支承或衬底上。另外，还要求能直接对传导合成物进行焊接。美国专利第3，030，237号公布了一种改进的覆层材料，基本上包括有机树脂载体和适当的金属颜料。该专利技术在于发现了带有由球形和片形颗粒的混合物组成的金属颜料的覆层，能够表现出良好的粘附和导电性，这些颗粉具有一定的尺寸，并结合有机树脂载体按一定比例使用。公开的还有可用完全普通的银焊接技术把传统的导线用银焊到固化覆层上。美国专利第2，959，498号公布了一种制作传导银线路的方法，它通过首先把一层不完全固化的热固树脂加到树脂介电表面上，并随后在所述层上按所要导电线路的外形，加上一层分得很细的与包含两种所述树脂的溶剂的热塑树脂相混合的银，并随后进行加热以固化所加的两层树脂。基本的是首先用热塑树脂涂覆上一层树脂底板，且在施加传导合成物之前该树脂仅仅部分得到固化。传导电路最好通过按所需电路图形挤出银粉来加到底涂层上。热塑树脂颗粒中的银与树脂的比值在4∶1与10∶1之间。所产生的银线路图案将牢固地粘着在树脂衬底上，且银线路易于接受焊料。美国专利第4，371，459号公布了可丝网印刷的传导合成物，它可包括(a)包含银和散布在一种溶液中的基本金属粉末的传导相，该溶液包括(b)由乙酸乙烯酯，氯乙烯、和乙基不饱和二羧基酸制备的共聚物，和溶解在(c)挥发非烃溶剂中的线性芳香族聚酯树脂。这些合成物对于膜式接触开关的应用是非常有用的。1983年9月30日申请的美国专利申请序号第537，537，740号公布了一种可焊接导电合成物，包括埋置于由内烯酸羧化乙烯和环氧树脂制作的基体中的金属银颗粒。这种合成物是通过把丙烯酸粉末和乙烯粉末溶在各自的溶剂中制成第一和第二溶液而制成的，这些溶液后与金属银颗粒和二种环氧树脂相混合，形成一种涂料，加到衬底上，在其上形成一层膜。膜进行固化以蒸发溶剂，并产生共聚从而产生可焊接的导电膜。至此，为与支承或基底结构或其他电装置相连接而发展的传导合成物都具有不能接受的高电阻率或不能接收的与支承或基底材料的底附着能力。另外，许多先有技术的合成物有不能直接焊接的缺陷，即为了把焊料加到传导合成物上，要采用诸如无电镀之类的费时昂贵工艺。可焊接的合成物或是不能用多种焊接技术焊接，或是不能受到很好的焊接。另外，许多先有技术合成物不能直接接合到所涂敷的衬底上。虽然有些先有技术解决了某些这类缺陷，但它们的缺陷在于必须采用使用附加化合物的复杂配方，并必须采用附加的处理步骤。另外，没有一种先有技术化合物表现出足够的传导和可焊接的特性，同时又能牢固地接合在衬底上。另外，先有技术化合物必须在很高的温度下固化，这使加工需要很大的能量，并增加了加工复杂性。人们长期以来追求的一个目标是要提供一种传导合成物，它具有良好的传导性，不依靠复杂工艺或配方就能直接焊接，并能非常牢固地直接接合到衬底上。因此，本专利技术的一个目的就是要提供一种可直接焊接并可直接接合到衬底上的传导合成物。本专利技术的第二个目的是要提供可采用多种方法进行直接焊接的传导合成物，这些方法如浸焊，回流焊和波焊技术。第三个目的是提供具有优良传导特性的合成物。第四个目的是提供具有优良的可回流焊接特性并牢固附着在所涂敷的衬底上的传导合成物。第五个目的是提供有良好焊料润湿性的合成物。第六个目的是提供可在低温下固化的合成物。另一个目的是提供制作这些合成物的方法。本专利技术达到了这些和其他将变得明了的目的。本专利技术在一个方面包括可直接焊接传导合成物，它包括完全是片形的银和树脂体系，所述树脂体系包括酚醛树脂，丙烯酸树脂，聚氨基甲酸乙酯树脂，氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物，环氧树脂和环氧硬化剂。本专利技术的另一方面是制作可直接焊接的传导合成物的方法，大致包括把酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、环氧树脂和环氧硬化剂溶在酯溶剂中制成第一溶液，把氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物溶在酮溶剂中制成第二溶液，并把第一和第二溶液与银片混合制成混合物，从而使银片基本上得到疏散和浸湿。本专利技术的再一个方面是把传导合成物涂到衬底上的方法，包括直接把传导合成物接合到衬底上。本专利技术的合成物包含完全是片形的银和树脂体系，所述树脂体系包括酚醛树脂(phenolic resin)、丙烯酸树脂(acrylic rcsin)、聚氨基甲酸乙酯树脂(Polyurethane resin)、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(Vinylchoride/Vinyl acetate Copolymer)、环氧树脂(epoxy resin)和环氧硬化剂(epoxy handner)。实际上，银片分布在整个树脂体系中。树脂组织不仅使银片得到悬浮固定，而且使银片与衬底相粘着，把银片保持在一起从而形成导电通路并提供柔韧性。另外，在固化中树脂脱离银而朝衬底移动;从而造成顶部的富含银片层。本专利技术的合成物是在液态下涂敷到衬底上的，就是说，把该合成物同起载体作用的溶剂混合在一起。一旦涂敷到衬底上，该合成物便发生固化，溶剂挥发，留下仅包含少量溶剂的干燥固化合成物。在下面的描述中，将公布所采用的某些成分的比值;应当指出的是这些比值是同干燥固化状态下的混合成物相联系的，而不是同制作过程中的液态合成物，即包含溶剂时的合成物相联系的，除非另外地指出。重要的是要注意到为了本专利技术的目的，所采用的银必须是100%的银片。其他形式的银，例如球形或球形与片形的混合所产生的合成物将无法达到根据本专利技术生产的合成物的优点。当颗粒的长度是厚度的五倍时，我们就认为该颗粒是片形的。颗粒的长度最好是厚度的十倍。只有银片还有另一优点，即银片似乎能减少在先有技术合成物中碰到的银移动问题。银片的平均粒子尺寸可从约0.5微米至50微米，最好在约2至4微米的范围内。应当理解，银片粒子可以具有小于0.5微米或大于50微米的颗粒尺寸，只要银片的平均粒子尺寸是在0.5至50微米之间，就能制备出本专利技术的合成物，如果银片平均颗粒尺寸小于0.5微米，就难于使该合成物承载这样数量的银。如果银太细，就会使合成物的组成过于成粘土型。如果银片的平均颗粒尺寸大于约50微米，那么合成物就很难涂敷。例如，在丝网印刷等过程中，合成物容易发生阻塞。本专利技术的固化合成物包含在重量上占大约88%至93%的银片。所用的氯乙烯/乙酯乙烯酯的数均分子量在约14，000至35，000的范围内。该共聚物的数均分子量最好是大约20，000左右。分子量较大的氯乙烯/乙烯基乙酸盐共聚物比分子量较小的氯乙烯/乙酸乙烯基乙酸盐共聚物具有更好的耐久性和韧性。我们发现，其他类型的乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物不能起到本专利技术的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的作用。E、I、Dupont de Nemours出售一种牌号为V、M、C、C的羧基改性氯乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，这种产品的氯乙烯与醋酸乙烯酯与马来酸(maleic acid)的重量比为86∶16∶1。由这种产品构成的合成物一经焊接就会变质。显然，二羧酸的存在对本专利技术公布的最终用途是不利的。另外还试用过一种聚乙烯丁烯醇(P本文档来自技高网...

【技术保护点】
可直接焊接导电合成物，其特征在于包括全部是片形的银和树脂体系，所述树脂体系包括酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、氯乙烯／醋酸乙烯酯共聚物、环氧树脂和环氧硬化物。

【技术特征摘要】
1.可直接焊接导电合成物，其特征在于包括全部是片形的银和树脂体系，所述树脂体系包括酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、氯乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、环氧树脂和环氧硬化物。2.权利要求1的合成物，其特征在于其中环氧树脂与环氧硬化剂的比值从约75∶95到约90∶10。3.权利要求1的合成物，其特征在于其中环氧树脂与环氧硬化剂的比值从约45∶55至约30∶70。4.权利要求1的合成物，其特征在于其中银片占全部合成物重量的约80%至约85%，酚醛树脂占全部合成物重量的约0.6%至约1.6%，丙烯酸树脂占全部合成物重量的约0.8%至约1.6%，聚氨基甲酸乙酯树脂占全部合成物重量的约0.4%至约0.8%，氯乙烯/醋酸乙烯酯共聚物占全部合成物重量的约1.2%至约3.5%，环氧树脂占全部合成物重量的约1.0%至约3.0%，环氧硬化剂占全部合成物重量的约2.5%至约4.0%。5.权利要求1的合成物，其特征在于其中银片的大小从约0.5微米至约50微米。6.权利要求1的合成物，其特征在于其中氯乙烯与醋酸乙烯酯的比值从约80∶20至约90∶10。7.其特征在于包括覆有权利要求1的合成物的衬底的物品。8.权利要求7的物品，其特征在于其中衬底是印刷线路板。9.权利要求7的物品，其特征在于其中将导电合成物从衬底上移去所需的力从约1000P、S、i至约1800P、S、i。10.焊接权利要求1的合成物的方法，其特征在于包括将焊料直接施用于该合成物。11.权利要求10的方法，其特征在于其中焊料是在205...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗克斯特约翰，萨姆森莎巴茨，
申请(专利权)人：美国电材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]