可焊接的聚合物厚涂层制造技术

本发明专利技术公开了具有良好焊接性的导电混合物，这些混合物含有饱合一元羧酸涂渍的、分散在有机聚合物基体中的金属和／或其合金；还公开了制备这些导电混合物的方法．本发明专利技术另一个实施方案是用一元羧酸涂渍金属和／或其合金的方法．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一般称作聚合物厚涂层的导电混合物，本专利技术特别是与显示了良好焊接能力的导电混合物及其生产方法有关。先有技术公开了含有金属粉末或金属片状粉末或与各种树脂类，例如环氧树脂、酚醛树脂和聚脂树脂混合物导电树脂状的混合物。美国专利3412043公开了一种导电树脂状混合物，它基本上是由银粉，树脂粘合剂以及分散性很好的惰性填料组成。该专利技术取决于良好的电学和物理性质的导电粘固剂和涂料可以通过加入大量的惰性填料予以制备这一发现。美国专利3030237公开了一种良好的涂料混合物，它基本上是由一种有机树脂载体与适当的金属性颜料组成。与通常的导电涂料相比较，这种涂料与其涂覆的电力设备之间具有良好附着力和电操作特性。与印刷电路板连接时，可使用普通的银焊技术，将普通的电线头银焊焊在固化的涂层上。美国专利2280135公开了一种导电涂层混合物，它是由含有镍、锡、铋、镉、铬和银等一类金属构成，以分散性很好的片状粉末形式分布在含有成膜有机物质以及一种挥发性溶剂的液态介质中。这些涂料是一种遮光涂料，涂在玻璃及类似材料上后具有低的光反射性。美国专利4353816公开了一种强导电涂料，它是液态混合物，其中含有重量百分比为70～85%的铜粉末，至少重量百分比为15～30%的由酚醛树脂，环氧树脂、聚脂树脂和甲苯树脂类中选择的一种树脂、以及重量百分比为5%的从蒽、蒽甲醛酸、蒽酸和二蒽并〔1，2-1′，2′〕嗪中选择的附加试剂。先有技术混合物缺点在于它们不易焊接。长期以来人们一直在寻求这种易于焊接、并且利用现有材料以最小的代价取得所求目的导电的树脂混合物。要使聚合物基体具有很高的导电性，它必须含有金属。但是，含有普通金属的聚合物基体不易焊接，那些要求焊接的材料只有在精细控制的工艺条件下才能实现，而温度和时间控制的太严格，在一般加工环境下又不实用。使用贵金属可从金和银中任选一种。但是，人们清楚地知道由于这些材料价格非常高，这种方法是不经济的，目前一般的聚合物导体的确含有银或金，但它们并不是使用通常的技术直接焊接。因此，本专利技术的目的是，提供易于焊接的新型混合物。本专利技术另一个目的是，提供易于焊接并且含有贱金属的新型混合物。本专利技术又一个目的是，提供易于焊接的混合物，而该混合物以前是不能焊接的。提供在范围很宽的工艺条件下能焊接的混合物是本专利技术的进一步目的。提供一种方法，用来制备易于焊接的混合物仍是另一个目的。本专利技术的另外一个目的是提供一种方法，用羧酸涂敷金属和/或合金。本专利技术另一个目的是，提供利用本专利技术的混合物产生的加工制品。本专利技术的这些目的是很清楚的，而且也是利用本专利技术能够达到的。一方面，本专利技术包括一种使焊接性得到改善的导电混合物，它是由被饱合一元羧酸或其混合物涂渍后分散在一种有机聚合物中的金属和/或其合金组成。另一方面本专利技术包括制备这种易焊接导电混合物的方法，这种方法是指在金属和/或合金分散在有机聚合物基体之前，要先用饱和一元羧酸及其混合物浸渍。再一方面本专利技术还包括用羧酸或其混合物涂渍金属和/或其合金的方法。本专利技术的混合物是由用饱合的一元羧酸涂渍后分散在有机聚合物基体及其混合物中的金属和/或其合金构成。任何金属和/或其合金(以下金属一词用来包括金属和/或其合金)可以用在本专利技术的混合物。它们包括过渡族金属和非过渡族金属但过渡族金属较好，最佳金属是镍。最广义地讲，本专利技术对于在混合物中所使用的金属的尺寸、形状或形式没有限制。但金属最好是粉末状、片状粉末或海棉金属，这些术语为那些精通属本专利技术
的技术人员所知道和了解。较狭义地讲，本专利技术就所使用的金属的尺寸应该提出规定限制。当混合物通过丝网印刷法工序涂渍到底板上时，金属粒度的上限是125微米，最好的范围是1～-10微米。在本专利技术的混合物中，用饱合的一元羧酸或其混合物涂渍金属。不饱合羧酸是不起作用的。可以使用的饱和羧酸由如下分子式表示 其中R是通式为CnH2n+1的类，n大约是10～18的整数。可以使用适合上述描述的饱合一元羧酸，包括脂肪酸。这些酸相当于工业级的材料和合成级材料。可以使用饱合一元羧酸的是癸酸、十一酸、正十三酸、十四酸、正十五酸、十六酸、十九酸以及十二酸，最好使用十八酸，使用正十七酸更佳。本专利技术的混合物还含有一种有机聚合物基体。这种有机聚合物基体可以从热固性树脂类，例如环氧树脂和酚醛树脂中选取。理论上讲，任何树脂只要在工艺条件下焊料液中能匀成一体都可使用，即基本上粘固不碎裂。在本专利技术实例中使用的树脂是通过把邻甲氧甲酚酚醛清漆树脂羟基型与环氧甲氧甲基酚醛清漆树脂羧基型混合制备的。邻甲氧甲酚酚醛清漆树脂(羟基型)是由西巴·盖基(Ciba Geigy)(CHT/9490)供应的多官能树脂。环氧甲氧甲基酚醛清漆树脂是通过邻甲氧甲酚酚醛树脂与表氯醇反应制备的一种聚环氧化物树脂。这样生产的聚环氧化物树脂含有不超过两个环氧分子基团。这种树脂是由西巴·盖基(Ciba Geigy)(ECN1073)供应的。本专利技术最终的混合物应该具有的金属与有机聚合物基体的重量比约为5∶3～20∶1。另外，最终混合物应该具有饱合一元羧酸与金属的重量比约为1∶1000～1∶30。饱合的一元羧酸与金属的重量之比最好约为1∶100。本专利技术的混合物可以通过任何常用的手段，例如，丝网印刷法、浸渍、涂刷或喷涂等，涂渍到粘合对象上。所生产的产品可以是层压板，特别是印刷线路板和涂敷混合物，当混合物涂渍到印刷线路板时，最好使用丝网印刷法。在本专利技术实施方案中应当记住金属粒度的上限是125微米，最佳范围是1微米～10微米，涉及该混合物向粘合对象涂敷的任何其它方法没有其它限制。另外，这种混合物可以应用到任何类型的粘合对象上，而在施工中没有任何性质方面特殊的限制。但最好这种混合物使用在印刷线路板上。通常涂层厚度约为15微米～50微米。本专利技术的另一个实施方案是用羧酸或其混合物涂渍金属工艺，该工艺包括在溶剂中溶解羧酸或其混合物，向羧酸和溶剂的生成溶液中添加金属然后蒸发溶剂剩下的便是用羧酸涂渍的干粉末或片状粉末。这种金属预涂处理是在单独步骤中按要求的百分率向金属中添加饱合的羧酸，金属的重量百分率约1%～3%，最好为1%。虽然这个涂敷工艺仅仅与饱合的一元羧酸有关，但是这个方法适合任何其它的羧酸涂渍金属是成立的。金属可以采取任何形式最好是粉末或片状粉末。所使用的羧酸必须能在溶剂中溶解，虽然脂是可以使用的，但乙醇是最好的溶剂。只要羧酸在里面溶解，任何溶剂都可以使用。尽管较好的乙醇是异丙基乙醇，较好的溶剂是丁基卡必醇乙醇酯。水不能当作溶剂使用。酸加到溶剂以后，将溶液放置便于羧酸在溶剂中溶解，然后用任何常用方法向溶液中添加金属，接着溶液在放置一段时间直至金属涂上一层羧酸。然后溶液放在室温下使溶剂蒸发。可以使用加热方法但必须小心操作以免火灾或爆炸发生。剩余之物是涂有羧酸的金属。当它处于未涂状态时，实际上这种状态下的金属肉眼是不能分辨的。另一方面本专利技术包括制备易焊导电混合物的方法。在金属分散在有机聚合物基体中之前，用饱合一元羧酸或它的混合物对金属进行涂渍来制备这种混合物。有机聚合物基体、金属以及饱合一元羧酸如同本篇说明书前面描述的一样。酸仍如前面所描述的一样涂敷。在实施方案的应用中，有机聚合物基体溶解在含有涂有饱合一元羧酸的金属的溶剂中，正如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电混合物，其特征在于具有良好的焊接性，是由用饱和一元羧酸涂渍的金属镍构成。

【技术特征摘要】
书 3 7 乙醇脂 醋酸酯(butyl cabitol acetate)权利要求1.一种导电混合物，其特征在于具有良好的焊接性，是由用饱和一元羧酸涂渍的金属镍构成。2.根据权项1所述的混合物，其特征在于涂到粘合对象上形成了一涂膜。3.根据权项2所述的混合物是干燥的并经过固化处理的。4.根据权项1所述的混合物，其中金属是粉末状、片状粉末或泡沫状或其混合物。5.根据权项1所述的混合物，其中有机聚合物基体是从含有热固性树脂、环氧树脂和酚醛树脂类中选择的。6.根据权项1所述的混合物，其中饱和一元羧酸由如下分子式定义其中R是分子通式一个碳氢基团，而n是10～18的整数。7.根据权项1所述的混合物，其中饱和的一元羧酸是一种脂肪酸。8.根据权项1所述的混合物，其中饱和一元羧酸是从含有十八酸或正十七酸中选择的。9.根据权项1所述的混合物，其中金属与有机聚合物基体用量比是从大约以5∶3到大约20∶1(按重量计)。10.根据权项1所述的混合物，其中饱和一元羧酸与金属用量比是从约1∶1000到约1∶30(按重量计)。11.根据权项1所述的混合物，其中金属用量为大约50%～85%(按重量计)。12.根据权项1所述的混合物，其中饱和一元羧酸用量为大约0.1～3%(按重量计)。13.一种制备易焊接导电混合物的工艺，其特征是混合物是由用饱和一元羧酸涂渍的金属镍构成，这样就把金属分布在有机聚合物基体中。14.根据权项13所述的工艺，其中有机聚合物基体是从环氧树脂、热固性树脂以及酚醛树脂类中...

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