CN111132448A - 一种发电机组运行监测银浆多层板及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印刷电路板的制备技术领域，尤其涉及一种发电机组运行监测银浆多层板及其制备工艺。这种银浆多层板依次包括基板层、第一导热绝缘层、由导电银浆制成的第一电路层、第二导热绝缘层、由导电银浆制成的第二电路层以及元件层；所述第二电路层和第二导热绝缘层设有贯通的通孔柱，所述通孔柱内填充有导电银浆以使得第一电路层和第二电路层之间电连接；所述导电银浆按照质量份，包括20‑30份银、50‑60份锌粉、20‑30份铝粉、50‑60份纳米纤维素、4‑8份还原剂、10‑25份环氧树脂、18‑22份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、3‑5份盐酸、2‑4份环己酮以及8‑10份稀释剂。本发明的导电银浆具有造价低廉、导电性能优异的特点。

Description

一种发电机组运行监测银浆多层板及其制备工艺
技术领域
本发明涉及印刷电路板的制备技术领域，尤其涉及一种发电机组运行监测银浆多层板及其制备工艺。
背景技术
PCB(Printed Circuit Board，即印刷电路板)其上至少附有一个导电图形，并布有孔槽以实现电子元器件之间的相互连接，几乎是所有电子产品的基础。一般说来，如果在某样设备中有电子元器件，那么它们也都是被集成在大小各异的PCB板上。除了固定各种元器件外，PCB板的主要作用是提供各项元器件之间的连接电路。多层PCB板就是指两层以上的印制板，它是由基层绝缘基板上的连接导线和装配焊接电子元件用的焊盘组成，既具有导通各层线路，又具有相互绝缘的作用。
银在所有金属中导电性能最佳，化学性质稳定，且具有优良的加工性能，因此常用作导电浆料中的导电填料，但是其具有价格昂贵的缺点，为了降低造价并保持其优良的导电性能，可以添加其他金属作为导电辅助填料，一般选用铜、铝、锌、铁和镍等填料，这些材料也具有较低的电阻率，而且价格低廉。
环氧树脂能在较低的温度下固化，而且具有出色的力学性能和加工性能，常用作导电浆料的粘结相，但是一般的环氧树脂具有一定的吸湿性，如果在采用铝、锌等金属作为辅助导电材料时，以一般的环氧树脂作为粘结相，铝、锌等金属很容易受到电化学腐蚀，导致电阻稳定性较差，不能很好地运用在导电浆料中，因此需要一种价格低廉、导电性能好的导电浆料。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供一种发电机组运行监测银浆多层板及其制备工艺。
本发明解决问题的技术方案是，提供一种发电机组运行监测银浆多层板，依次包括基板层、第一导热绝缘层、由导电银浆制成的第一电路层、第二导热绝缘层、由导电银浆制成的第二电路层以及元件层；所述第二电路层和第二导热绝缘层设有贯通的通孔柱，所述通孔柱内填充有导电银浆以使得第一电路层和第二电路层之间电连接；所述导电银浆按照质量份，包括20-30份银、50-60份锌粉、20-30份铝粉、50-60份纳米纤维素、4-8份还原剂、10-25份环氧树脂、18-22份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、3-5份盐酸、2-4份环己酮以及8-10份稀释剂。
优选地，所述稀释剂包括丙酮、松油醇、乙二醇中的一种或几种。
优选地，所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、甘油环氧树脂、氨基四官能环氧树脂、邻苯二甲酯环氧树脂中的一种或几种。
优选地，所述还原剂选用硼氢化钠。
本发明的另一个目的是提供一种发电机运行监测银浆多层板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）导电银浆的制备：a.将银负载在纳米纤维素上，得到a料；b.将十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和铝粉混合后，将混合体系置于80-90℃加热25-35min，然后加入盐酸溶液，于80-90℃反应2-3h后，降温至室温，得到b料；c.将环氧树脂、稀释剂、锌粉混合后，超声分散20-40min，得到c料；d.将a料、b料、c料以及环己酮混合后，加热至150-170℃，反应2-4h后，降温，过滤，得到导电银浆；
（2）准备基板层，以导电银浆作为PCB图的电路线按照PCB制程进行加工，得到银浆多层板。
优选地，步骤a包括以下步骤：将纳米纤维素加入到硝酸银溶液中，以 100-200r/min转速分散20-30min后，加入还原剂，继续搅拌40-50min后，离心、洗涤，得到a料。
优选地，步骤b中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇，置于40-50℃水浴搅拌100-120min后，将铝粉浸渍在混合液中，超声分散2-3h，得到十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和铝粉的混合体系。
本发明的有益效果：
1.通过纳米纤维素负载银，首先以纳米纤维素构建三维导电网络，防止导电填料银相互之间在树脂基体中接触不均、使得电子在导电填料之间只能通过跳跃/遂穿来实现导电，而产生较大的电阻，造成导电性能下降的问题。
2.以十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷包覆铝，进行超疏水改性，防止铝接触水产生电化学腐蚀。
3.在盐酸处理下，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷降低聚合度后与环氧树脂接枝共聚，一方面，通过有机硅改性环氧树脂提高了浆料的耐热性和耐腐蚀性；另一方面，与环氧树脂混合的锌中的一部分在接触到盐酸发生腐蚀形成难溶性物质并填充环氧树脂的孔隙，从而降低树脂的吸湿性，防止后续使用时浆料吸收空气中的水，导致剩余锌粉和铝粉氧化和电化学腐蚀从而导致导电性能降低的问题。
4.得到的铝-锌金属有机硅改性的环氧树脂再与负载银的纳米纤维素混合后，铝粉和锌粉通过树脂粘结料与纳米纤维素接触连接，进一步加强导电网络。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，并对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种发电机组运行监测银浆多层板，依次包括基板层、第一导热绝缘层、由导电银浆制成的第一电路层、第二导热绝缘层、由导电银浆制成的第二电路层以及元件层；第二电路层和第二导热绝缘层设有贯通的通孔柱，通孔柱内填充有导电银浆以使得第一电路层和第二电路层之间电连接。其通过以下步骤制备：
（1）导电银浆的制备：
按照质量份，准备25份硝酸银、55份锌粉、25份铝粉、55份纳米纤维素、6份还原剂、15份环氧树脂、20份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、4份盐酸、3份环己酮以及9份稀释剂。其中，稀释剂选用丙酮。环氧树脂选用双酚A型环氧树脂。还原剂选用硼氢化钠。
a.将纳米纤维素加入到硝酸银溶液中，以 150r/min转速分散25min后，加入还原剂，继续搅拌45min后，离心、洗涤，得到a料。
b. 十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇，置于45℃水浴搅拌110min后，将铝粉浸渍在混合液中，超声分散2.5h，得到十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和铝粉的混合体系。将混合体系置于85℃加热30min，然后加入盐酸溶液，于85℃反应2.5h后，降温至室温，得到b料。
c.将环氧树脂、稀释剂、锌粉混合后，超声分散30min，得到c料。
d.将a料、b料、c料以及环己酮混合后，加热至160℃，反应3h后，降温，过滤，得到导电银浆。
（2）准备基板层，以导电银浆作为PCB图的电路线按照PCB制程进行加工，得到银浆多层板。
实施例2
一种发电机组运行监测银浆多层板，依次包括基板层、第一导热绝缘层、由导电银浆制成的第一电路层、第二导热绝缘层、由导电银浆制成的第二电路层以及元件层；第二电路层和第二导热绝缘层设有贯通的通孔柱，通孔柱内填充有导电银浆以使得第一电路层和第二电路层之间电连接。其通过以下步骤制备：
（1）导电银浆的制备：
按照质量份，准备20份硝酸银、50份锌粉、20份铝粉、50份纳米纤维素、4份还原剂、10份环氧树脂、18份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、3份盐酸、2份环己酮以及8份稀释剂。其中，稀释剂选用松油醇。环氧树脂选用甘油环氧树脂。还原剂选用硼氢化钠。
a.将纳米纤维素加入到硝酸银溶液中，以 100r/min转速分散20min后，加入还原剂，继续搅拌40min后，离心、洗涤，得到a料。
b. 十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇，置于40℃水浴搅拌100min后，将铝粉浸渍在混合液中，超声分散2h，得到十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和铝粉的混合体系。将混合体系置于80℃加热25min，然后加入盐酸溶液，于80℃反应2h后，降温至室温，得到b料。
c.将环氧树脂、稀释剂、锌粉混合后，超声分散20min，得到c料。
d.将a料、b料、c料以及环己酮混合后，加热至150℃，反应2h后，降温，过滤，得到导电银浆。
（2）准备基板层，以导电银浆作为PCB图的电路线按照PCB制程进行加工，得到银浆多层板。
实施例3
一种发电机组运行监测银浆多层板，依次包括基板层、第一导热绝缘层、由导电银浆制成的第一电路层、第二导热绝缘层、由导电银浆制成的第二电路层以及元件层；第二电路层和第二导热绝缘层设有贯通的通孔柱，通孔柱内填充有导电银浆以使得第一电路层和第二电路层之间电连接。其通过以下步骤制备：
（1）导电银浆的制备：
按照质量份，准备30份硝酸银、60份锌粉、30份铝粉、60份纳米纤维素、8份还原剂、25份环氧树脂、22份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、5份盐酸、4份环己酮以及10份稀释剂。其中，稀释剂选用乙二醇。环氧树脂选用邻苯二甲酯环氧树脂。还原剂选用硼氢化钠。
a.将纳米纤维素加入到硝酸银溶液中，以200r/min转速分散30min后，加入还原剂，继续搅拌50min后，离心、洗涤，得到a料。
b. 十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇，置于50℃水浴搅拌120min后，将铝粉浸渍在混合液中，超声分散3h，得到十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和铝粉的混合体系。将混合体系置于90℃加热35min，然后加入盐酸溶液，于90℃反应3h后，降温至室温，得到b料。
c.将环氧树脂、稀释剂、锌粉混合后，超声分散40min，得到c料。
d.将a料、b料、c料以及环己酮混合后，加热至170℃，反应4h后，降温，过滤，得到导电银浆。
（2）准备基板层，以导电银浆作为PCB图的电路线按照PCB制程进行加工，得到银浆多层板。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种发电机组运行监测银浆多层板，其特征在于：依次包括基板层、第一导热绝缘层、由导电银浆制成的第一电路层、第二导热绝缘层、由导电银浆制成的第二电路层以及元件层；所述第二电路层和第二导热绝缘层设有贯通的通孔柱，所述通孔柱内填充有导电银浆以使得第一电路层和第二电路层之间电连接；所述导电银浆按照质量份，包括20-30份银、50-60份锌粉、20-30份铝粉、50-60份纳米纤维素、4-8份还原剂、10-25份环氧树脂、18-22份十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、3-5份盐酸、2-4份环己酮以及8-10份稀释剂。
2.根据权利要求1所述的一种发电机组运行监测银浆多层板，其特征在于：所述稀释剂包括丙酮、松油醇、乙二醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种发电机运行监测银浆多层板，其特征在于：所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、甘油环氧树脂、氨基四官能环氧树脂、邻苯二甲酯环氧树脂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种发电机运行监测银浆多层板，其特征在于：所述还原剂选用硼氢化钠。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的发电机运行监测银浆多层板的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
导电银浆的制备：a.将银负载在纳米纤维素上，得到a料；b.将十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和铝粉混合后，将混合体系置于80-90℃加热25-35min，然后加入盐酸溶液，于80-90℃反应2-3h后，降温至室温，得到b料；c.将环氧树脂、稀释剂、锌粉混合后，超声分散20-40min，得到c料；d.将a料、b料、c料以及环己酮混合后，加热至150-170℃，反应2-4h后，降温，过滤，得到导电银浆；
准备基板层，以导电银浆作为PCB图的电路线按照PCB制程进行加工，得到银浆多层板。
6.根据权利要求1所述的一种发电机运行监测银浆多层板的制备工艺，其特征在于：步骤a包括以下步骤：将纳米纤维素加入到硝酸银溶液中，以 100-200r/min转速分散20-30min后，加入还原剂，继续搅拌40-50min后，离心、洗涤，得到a料。
7.根据权利要求1所述的一种发电机运行监测银浆多层板的制备工艺，其特征在于：步骤b中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷溶于乙醇，置于40-50℃水浴搅拌100-120min后，将铝粉浸渍在混合液中，超声分散2-3h，得到十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和铝粉的混合体系。
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