一种片式静电抑制器功能浆料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种片式静电抑制器功能浆料的制备方法，包括以下步骤：①将下述化合物按质量组分比混合：氧化铅30～40，三氧化二铝30～45，二氧化硅4～6，三氧化二硼15～25，氧化锌2～6；②将混合物进行球磨并在100℃烘干；③烘干的原料3小时升温至1200℃并保温1小时后，自然冷却；④将反应得到的陶瓷物质进行振磨和球磨，得到陶瓷粉，并进行粒度、比表面积测试；⑤在陶瓷粉中加入一定量的铝粉和玻璃粉，充分混合，再加入有机载体轧制成浆料。本发明专利技术研制出的功能浆料可应用于片式静电抑制器，耐8KV静电冲击可达1000次以上。

【技术实现步骤摘要】
一种片式静电抑制器功能浆料的制备方法
本专利技术涉及一种对静电产生的过电压保护元件材料，特别是涉及一种利用厚膜工艺平台制作小尺寸片式静电抑制器所用的功能浆料的制备方法。
技术介绍
静电放电(ElectrostaticDischarge，ESD)是造成电子产品受到过度电应力(ElectricalOverstress，EOS)而失效的主要原因，主要的静电放电模式包括：人体放电模式(HBM)、机器放电模式(MM)、元件充电模式(CDM)以及电场感应模式(FIM)。通常情况下，静电放电对电子产品的危害形式有：一，静电脉冲直接冲击电子产品，造成器件损坏，其中便携式电子产品尤其容易受到人体接触产生的ESD的损坏。二，静电冲击金属物体，瞬间产生的电磁场造成附近的电子产品功能丧失。随着电子通讯技术和表面贴装技术SMT(SurfaceMountTechnology)的不断发展，高密度、小型化和轻量化的电子器件，已成为市场的主流。但是，由于其工作电压低，极易受到静电放电的威胁；同时由于器件特征尺寸逐渐缩小，集成电路的有源层及栅氧化层相对更薄，对电路瞬间电流、电压的冲击更为敏感。因此ESD将导致电子器件以及电路系统不可逆转的损害，使电子产品无法正常工作。据美国贝尔实验室的估计，全球仅集成电路制造业一项，每年因静电放电影响造成损失达数百亿美元。为了抑制静电危害，已采用了很多措施：主要包括硅半导体ESD器件、瞬态电压抑制器件(TVS)、压敏电阻器、聚合物ESD器件等，这些器件都能够减小流进电路的电压和能量，使其达到一个比较低的水平，避免ESD对组件及元器件的损坏，但是各有优缺点，例如硅半导体ESD器件具有极性，只能单方向保护电路，且电容值与漏电流高，价格昂贵；多层压敏电阻器也有精确箝位能力差，漏电流、电容大、工艺复杂的缺点。本专利技术中涉及的静电抑制器采用厚膜印刷工艺：将静电抑制功能层印刷在氧化铝陶瓷基板上，然后使用性能优异的玻璃浆料进行包封，具有工艺简单、便于生产、产品微型化、成本低、性能优异等特点。该器件的核心材料即静电抑制器浆料，该材料体系在被施加低电压时呈高电阻，在被施加高电压时呈低阻态，因此可并联在电路中接地，在ESD发生时，能迅速将能量导入至地面，起到有效保护整个电子线路元器件的作用。目前，该类型的静电抑制器主要朝高可靠、低触发电压、低箝位电压方向发展，其决定性因素就是材料，因此对该浆料的研究意义重大。
技术实现思路
本专利技术针对现有静电防护元器件制作工艺复杂、成本较高等不足，提供一种厚膜静电抑制器功能浆料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种片式静电抑制器功能浆料的制备方法，包括以下的步骤：步骤(1)：按质量比将氧化铅30～40，三氧化二铝30～45，二氧化硅4～6，三氧化二硼15～25，氧化锌2～6先充分混合，然后加去离子水，球磨1.5～2.5h，转速300～350转/分钟，得到的球磨混合物在80～120℃烘干备用；步骤(2)：制备陶瓷粉，包括以下子步骤，步骤(2.1)：将步骤(1)烘干的原料在2.5～3.5h内升至1000～1300℃并且保温0.5～1.5h后，自然冷却得到白色陶瓷；步骤(2.2)：对步骤(2.1)所得陶瓷先进行振磨，使得粒度小于2mm，再球磨3～5h，转速350～400转/分钟，并在80～120℃烘干、粉碎过80～120目筛备用；步骤(3)：轧制片式静电抑制器功能浆料，包括以下子步骤，步骤(3.1)：将步骤(2.2)得到的陶瓷粉、以及预先准备的金属粉和玻璃粉进行粒度测试；步骤(3.2)：称取100份陶瓷粉，加入15～40份玻璃粉及5～15份金属粉，充分混合，再加入占总固体粉末质量15～30％的有机载体，利用三辊轧机轧浆。作为本专利技术进一步的方案：所述的陶瓷通过振磨、球磨后粒度为0.1～20μm。作为本专利技术再进一步的方案：所述的陶瓷通过振磨、球磨后粒度为1～10μm。作为本专利技术进一步的方案：步骤(1)中用玛瑙罐行星球磨2h，转速322rpm，得到的球磨混合物在100℃烘干备用；所述玛瑙罐中球∶料∶水的质量比为3∶1∶1。作为本专利技术进一步的方案：步骤(2.2)中用玛瑙罐行星球磨4h，转速387转/分钟，并在100℃烘干、粉碎过100目筛备用，所述玛瑙罐中球∶料∶水的质量比为2∶1∶1。作为本专利技术进一步的方案：所述的片式静电抑制器功能浆料的固体材料含有玻璃粉，主要起粘接作用，根据片式静电抑制器功能浆料的烧结温度选择具有合适软化点及热膨胀系数的玻璃粉，本专利技术中所用的是一类硼硅酸铅玻璃粉，软化点450～500℃，粒度0.1～2μm。作为本专利技术进一步的方案：所述的金属粉是银、铜、镍或铝，粒度为0.1～5μm。作为本专利技术再进一步的方案：所述的金属粉是铝粉，粒度1～5μm。作为本专利技术进一步的方案：所述的有机载体由乙基纤维素和丁基卡必醇在水浴加热条件下制备而成，起到将固体材料分散均匀，且适合厚膜丝网印刷工艺平台的作用。作为本专利技术进一步的方案：所述的片式静电抑制器功能浆料的烧结温度由浆料中的金属粉特性决定，选取的金属粉为铝粉时，烧结温度在600℃，空气中烧结。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：电子元器件片式化、小型化是一个必然的发展方向，而片式静电抑制器作为保护类元器件在电子线路不可缺少，因此高性能的静电抑制器功能浆料可有效推进片式静电抑制器向小型化、低触发电压、低箝位电压、耐击打能力强方向快速发展。本专利技术解决了一个核心问题：制备一种厚膜静电防护浆料，使得该浆料能通过丝网印刷烘干后在600～850℃下烧成一种复合膜层，该复合膜层具有很强的静电抑制能力，在很小的空间内能解决静电发生时，快速响应、释放能量、且耐高能量冲击问等题，能有效防护静电，起到保护整个电路的作用。本专利技术所述的金属粉采用铝粉制备的片式静电抑制器功能浆料具有较好的综合性能，浆料应用于片式静电抑制器上耐8KV静电击打能力次数超过1000次，触发电压与箝位电压较低。附图说明图1是本专利技术片式静电抑制器功能浆料烧成后的利用扫描电子显微镜观察的图像。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种片式静电抑制器功能浆料的制备方法，利用具有非线性电阻特性的玻璃、金属及陶瓷三相复合物材料体系，含有多种氧化物的陶瓷相、玻璃相保证了该材料体系在被施加低电压时呈高电阻，而合适的金属相保证该材料在被施加高电压时呈低阻态：在20V电压下，电阻一般在10GΩ以上，保证了在正常工作电路中没有静电发生时，漏电流低至纳安级别，这相比于氧化锌压敏电阻器等具备明显优势。另外，对于金属粉、玻璃粉及陶瓷粉采用合适的比例，确保金属粉周围被陶瓷相包覆，从而在静电击打过程中不会形成欧姆接触，大大提高了耐击打能力。实施例1本专利技术实施例中，所述的片式静电抑制器功能浆料的制备方法，步骤如下：步骤(1)：按质量比将氧化铅30，三氧化二铝30，二氧化硅4，三氧化二硼15，氧化锌2先充分混合，然后加去离子水，用玛瑙罐行星球磨1.5h，转速300转/分钟，得到的球磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片式静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：步骤(1)：按质量比将氧化铅30～40，三氧化二铝30～45，二氧化硅4～6，三氧化二硼15～25，氧化锌2～6先充分混合，然后加去离子水，球磨1.5～2.5h，转速300～350转/分钟，得到的球磨混合物在80～120℃烘干备用；步骤(2)：制备陶瓷粉，包括以下子步骤，步骤(2.1)：将步骤(1)烘干的原料在2.5～3.5h内升至1000～1300℃并且保温0.5～1.5h后，自然冷却得到白色陶瓷；步骤(2.2)：对步骤(2.1)所得陶瓷先进行振磨，使得粒度小于2mm，再球磨3～5h，转速350～400转/分钟，并在80～120℃烘干、粉碎过80～120目筛备用；步骤(3)：轧制片式静电抑制器功能浆料，包括以下子步骤，步骤(3.1)：将步骤(2.2)得到的陶瓷粉、以及预先准备的金属粉和玻璃粉进行粒度测试；步骤(3.2)：称取100份陶瓷粉，加入15～40份玻璃粉及5～15份金属粉，充分混合，再加入占总固体粉末质量15～30％的有机载体，利用三辊轧机轧浆。

【技术特征摘要】
1.一种片式静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：步骤(1)：按质量比将氧化铅30～40，三氧化二铝30～45，二氧化硅4～6，三氧化二硼15～25，氧化锌2～6先充分混合，然后加去离子水，球磨1.5～2.5h，转速300～350转/分钟，得到的球磨混合物在80～120℃烘干备用；步骤(2)：制备陶瓷粉，包括以下子步骤，步骤(2.1)：将步骤(1)烘干的原料在2.5～3.5h内升至1000～1300℃并且保温0.5～1.5h后，自然冷却得到白色陶瓷；步骤(2.2)：对步骤(2.1)所得陶瓷先进行振磨，使得粒度小于2mm，再球磨3～5h，转速350～400转/分钟，并在80～120℃烘干、粉碎过80～120目筛备用；步骤(3)：轧制片式静电抑制器功能浆料，包括以下子步骤，步骤(3.1)：将步骤(2.2)得到的陶瓷粉、以及预先准备的金属粉和玻璃粉进行粒度测试；步骤(3.2)：称取100份陶瓷粉，加入15～40份玻璃粉及5～15份金属粉，充分混合，再加入占总固体粉末质量15～30％的有机载体，利用三辊轧机轧浆。2.根据权利要求1所述的片式静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于，所述的陶瓷通过振磨、球磨后粒度为0.1～20μm。3.根据权利要求1或2所述的片式静电抑制器功能浆料的制备方法，其特征在于，所述的陶瓷通过振磨、球...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞锦标，张秀，韩玉成，
申请(专利权)人：中国振华集团云科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52