一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料及其制备方法，该电阻浆料包括无机粘接相、复合功能相、有机载体，无机粘结相为由Bi

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料及其制备方法
本专利技术涉及厚膜电路
，尤其涉及一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料及其制备方法。
技术介绍
随着厚膜电路元件向多层化和小型化的发展，对基板提出相应的力学及热学性能要求，特别是基板的导热性要求；尽管BeO、Al2O3、AlN等陶瓷基板具有较高的导热系数，然而BeO基板因其毒性而限制使用，Al2O3和AlN基板因机械性能较差，组装困难而应用受限。铝合金基板具有的密度小、延展性好、导热性好、优良的冷热加工成型性能以及良好的韧性等性能使其有可能作为基板材料使用；然而由于铝合金基板的热膨胀系数高、同时熔点低（小于660℃），因此不能选用高温标准烧成工艺（850℃）；所以要求对应的电阻浆料只能在低于铝的熔化温度下烧结，且有良好的附着力、匹配性、丝网印刷特性和多次重烧性，使得铝基电阻浆料的研制变得非常困难。二十世纪初，在阳极化铝板上制备厚膜电路用于太阳能电池、LED基板，用于直流低电压，获得成功，然而由于功率小、热性能、绝缘性能差、不安全等问题，无法用于电热元件。目前，应用于铝合金基板的厚膜电路电热元件、尤其是专业用于铝合金基板系统的电阻浆料，国内报道较少。美国专利US62221661B1公开了一种铝基厚膜电热元件，该专利技术采用等离子喷涂法将Al2O3和ZrO2的混合物附着在铝基板上作为绝缘介质层，然后采用丝网印刷的方式将纯Ag或Ag/Pd电阻浆料印刷在绝缘铝基板上，然后在580℃烧结10-15min，作为电阻发热层；此法所用的等离子喷涂法成本高，且在后期电阻浆料的烧结过程中，绝缘介质层易与电阻层发生扩散作用，影响铝基发热元件的电阻和功率的稳定性。此外，该电阻浆料的烧结温度偏高，在烧结的过程中会导致铝基板严重变形，影响铝基发热元件的电阻和功率的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足而提供一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，该铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料具有良好的流变性、触变性且烧结温度低，烧成后的电阻层具有结构光滑、致密、不开裂、无针孔、无气泡、无铅环保的优点，同时烧成后的电阻层附着力强、耐老化、方阻可调、电阻温度系数较低且可调、印刷特性及烧成特性优良，即能够很好地与铝合金基板相匹配等优点。本专利技术的另一目的在于提供一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料的制备方法，该制备方法能够有效地生产制备上述铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料。为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现。一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，包括有以下重量份的物料，具体为：无机粘接相10%-30%复合功能相50%-70%有机载体20%-25%；其中，无机粘结相为由Bi2O3、B2O3、BaO、ZnO、晶核剂、稀土氧化物所组成的无铅微晶玻璃粉，无机粘接相中Bi2O3、B2O3、BaO、ZnO、晶核剂、稀土氧化物六种物料的重量份依次为40%-60%、20%-30%、5%-15%、5%-10%、1%-5%、1%-5%；复合功能相为球状银粉、片状银粉、纳米钯粉所组成的混合粉，复合功能相中球状银粉、片状银粉、纳米钯粉三种物料的重量份依次为40%-50%、40%-50%、1-10%；有机载体为有机溶剂、高分子增稠剂、分散剂、消泡剂、触变剂五种物料所组成的混合物，有机载体中有机溶剂、高分子增稠剂、分散剂、消泡剂、触变剂五种物料的重量份依次为50%-70%、25%-35%、1%-5%、1%-5%、1%-5%。优选的，所述晶核剂为CaF2、TiO2、ZrO2、P2O5、Sb2O3、V2O5、NiO、Fe2O3中的一种或者至少两种所组成的混合物。优选的，所述稀土氧化物为La2O3、Sc2O3、Y2O3、CeO2、Sm2O3、Gd2O3、Nd2O3、Pr2O3、Eu2O3中的一种，稀土氧化物的粒径值为1μm-3μm。优选的，所述无铅微晶玻璃粉的粒径值为1μm-3μm，软化点为350-480℃，平均线膨胀系数为18-25×10-6/℃。优选的，所述复合功能相中球状银粉的粒径值为1µm-3µm，松装密度为1.0-2.0g/cm3，振实密度为1.0-2.0g/cm3；所述片状银粉的粒径值为1µm-3µm，松装密度为1.0-2.0g/cm3，振实密度为1.0-2.0g/cm3；所述纳米钯粉的粒径值为10nm-50nm，松装密度为2.0-2.5g/cm3，振实密度为3.5-4.0g/cm3。优选的，所述有机溶剂为松节油、松油醇、十六醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇二丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、磷酸三丁酯、1，4-丁内酯、混合二元酸酯、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜中的一种或者至少两种所组成的混合物。优选的，所述高分子增稠剂为乙基纤维素、聚乙二醇2000、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、氢化松香树脂、丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂中的一种或者至少两种所组成的混合物。优选的，所述分散剂为柠檬酸三胺、聚甲基丙烯酸胺、1,4-二羟基磺酸胺中的一种或者至少两种所组成的混合物；所述消泡剂为有机硅氧烷、聚醚、聚乙二醇、乙烯-丙烯酸共聚物、聚甘油脂肪酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性有机硅中的一种或者至少两种所组成的混合物。优选的，所述触变剂为十六醇、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、触变性醇酸树脂、有机膨润土或气相二氧化硅中的一种或者至少两种所组成的混合物。一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料的制备方法，包括有以下工艺步骤，具体为：a、制备无机粘接相：将Bi2O3、B2O3、BaO、ZnO、晶核剂、稀土氧化物于三维混料机中混合均匀，混合物中Bi2O3、B2O3、BaO、ZnO、晶核剂、稀土氧化物六种物料的重量份依次为40%-60%、20%-30%、5%-15%、5%-10%、1%-5%、1%-5%；待Bi2O3、B2O3、BaO、ZnO、晶核剂、稀土氧化物所组成的混合物混合均匀后，将混合物置于熔炉中进行熔炼处理，熔炼温度为1200-1400℃，保温时间为2-4小时，以获得玻璃熔液；而后再将玻璃熔液进行水淬处理，以获得玻璃渣，最后将玻璃渣破碎并以蒸镏水为介质对玻璃渣进行球磨处理6小时，即得到粒径值为1μm-3μm的无铅微晶玻璃粉；b、制备复合功能相：将球状银粉、片状银粉、纳米钯粉置于混料中进行搅拌混合，以获得复合功能相，复合功能相中球状银粉、片状银粉、纳米钯粉三种物料的重量份依次为40%-50%、40%-50%、1%-10%，混合粉中球状银粉的粒径值为1µm-3µm，片状银粉的粒径值为1µm-3µm，纳米钯粉的粒径值为10nm-50nm；c、制备有机载体：将有机溶剂、高分子增稠剂、分散剂、消泡剂、触变剂于80℃水浴条件中溶解，以获得有机载体，且通过调整高分子增稠剂的含量以使有机载体的粘度控制在200mPa·s-300mPa·s范围内；其中，有机载体中有机溶剂、高分子增稠剂、分散剂、消泡剂、触变剂五种物料的重量份依次为50%-70%、25%-35%、1%-5%、1%-5%、1%-5%；d、制备电阻浆料：将无机粘接相、复合功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，其特征在于，包括有以下重量份的物料，具体为：无机粘接相    10%‑30%复合功能相    50%‑70%有机载体      20%‑25%；其中，无机粘结相为由Bi

【技术特征摘要】
1.一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，其特征在于，包括有以下重量份的物料，具体为：无机粘接相10%-30%复合功能相50%-70%有机载体20%-25%；其中，无机粘结相为由Bi2O3、B2O3、BaO、ZnO、晶核剂、稀土氧化物所组成的无铅微晶玻璃粉，无机粘接相中Bi2O3、B2O3、BaO、ZnO、晶核剂、稀土氧化物六种物料的重量份依次为40%-60%、20%-30%、5%-15%、5%-10%、1%-5%、1%-5%；复合功能相为球状银粉、片状银粉、纳米钯粉所组成的混合粉，复合功能相中球状银粉、片状银粉、纳米钯粉三种物料的重量份依次为40%-50%、40%-50%、1-10%；有机载体为有机溶剂、高分子增稠剂、分散剂、消泡剂、触变剂五种物料所组成的混合物，有机载体中有机溶剂、高分子增稠剂、分散剂、消泡剂、触变剂五种物料的重量份依次为50%-70%、25%-35%、1%-5%、1%-5%、1%-5%。2.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，其特征在于：所述晶核剂为CaF2、TiO2、ZrO2、P2O5、Sb2O3、V2O5、NiO、Fe2O3中的一种或者至少两种所组成的混合物。3.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，其特征在于：所述稀土氧化物为La2O3、Sc2O3、Y2O3、CeO2、Sm2O3、Gd2O3、Nd2O3、Pr2O3、Eu2O3中的一种，稀土氧化物的粒径值为1μm-3μm。4.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，其特征在于：所述无铅微晶玻璃粉的粒径值为1μm-3μm，软化点为350-480℃，平均线膨胀系数为18-25×10-6/℃。5.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，其特征在于：所述复合功能相中球状银粉的粒径值为1µm-3µm，松装密度为1.0-2.0g/cm3，振实密度为1.0-2.0g/cm3；所述片状银粉的粒径值为1µm-3µm，松装密度为1.0-2.0g/cm3，振实密度为1.0-2.0g/cm3；所述纳米钯粉的粒径值为10nm-50nm，松装密度为2.0-2.5g/cm3，振实密度为3.5-4.0g/cm3。6.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，其特征在于：所述有机溶剂为松节油、松油醇、十六醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇二丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、磷酸三丁酯、1，4-丁内酯、混合二元酸酯、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜中的一种或者至少两种所组成的混合物。7.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用大功率厚膜电路中温烧结银钯电阻浆料，其特征在于：所述高分子增稠剂为乙基纤维素、聚乙二醇2000、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽萍，苏冠贤，
申请(专利权)人：东莞珂洛赫慕电子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44