一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极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厚膜电路中温烧结全银电极浆料及其制备方法，该电极浆料包括无机粘接相、球状银粉、片状银粉、有机载体，无机粘结相由Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物七种物料组成，有机载体由有机溶剂、高分子增稠剂、分散剂、消泡剂、触变剂五种物料组成。该电极浆料制备方法包括以下工艺步骤：a、无机粘结相制备；b、有机载体制备；c、制备电极浆料。该电极浆料具有良好的触变性、流动性且烧结温度低，烧成后的电极层具有结构光滑、致密、不开裂、无针孔、无气泡、无铅环保的优点，同时烧成后的电极层具有附着力强、耐老化、方阻低、印刷特性及烧成特性优良的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料及其制备方法
本专利技术涉及厚膜电路
，尤其涉及一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料及其制备方法。
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℃）；故而，要求对应的电子浆料只能在低于铝合金的熔化温度下烧结，且有良好的附着力、匹配性、丝网印刷特性，使得铝基电子浆料的研制变得非常困难。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极浆料，国内报道较少；其中，专利号为：201110118644.7、专利名称为：高温铝合金基稀土厚膜电路电热元件及其制备技术的中国专利技术专利，其公开了一种高温铝合金基稀土厚膜电路电热元件及其制备技术，该稀土电极浆料是由微晶玻璃粉、银铝钇复合粉以及有机载体组成，经丝网印刷后于500~700℃烧结成膜；另外，专利好为：201310737978.1、专利名称为：铝铜Cu+复合基稀土厚膜电路智能电热芯片的制备工艺的中国专利技术专利，其公开了铝铜Cu+复合基稀土厚膜电路智能电热芯片的制备工艺，且包括抑菌铜Cu+铝复合金属基板及其上制备的稀土厚膜电路，该稀土电极浆料由银钯钇复合粉、微晶玻璃粉及有机载体组成，经丝网印刷后于450~650℃烧结成膜。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料，该铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料具有良好的触变性、流动性，烧结温度低且烧成后的电极层具有结构光滑、致密、不开裂、无针孔、无气泡、无铅环保的优点，同时烧成后的电极层具有附着力强、耐老化、方阻低、印刷特性及烧成特性优良的优点，且能够很好地与铝合金基材的绝缘层以及电阻浆料层相匹配。本专利技术的另一目的在于提供一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料的制备方法，该电极浆料制备方法能够有效地生产制备上述铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料。为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现。一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料，包括有以下重量份的物料，具体为：无机粘接相1%~5%球状银粉35%~40%片状银粉35%~40%有机载体20%~25%；优选的，无机粘结相是由Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物七种物料所组成的微晶玻璃粉，无机粘接相中Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物七种物料的重量份依次为50%~60%、15%~25%、10%~20%、5%~10%、5%~10%、1%~5%、1%~5%；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%、20%~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，所述微晶玻璃粉的粒径值为1μm~3μm，软化点为300~400℃，平均线膨胀系数为15~25×10-6/℃。优选的，所述稀土氧化物为La2O3、Sc2O3、Y2O3、CeO2、Sm2O3、Gd2O3、Nd2O3、Pr2O3、Eu2O3中的一种或者至少两种所组成的混合物。优选的，所述球状银粉的粒径值为1μm~3μm，松装密度为1.5~2.5g/cm3，振实密度为3.0~4.0g/cm3，比表面积为0.5~2.0m2/g；所述片状银粉的粒径值为1μm~3μm，松装密度为1.5~2.0g/cm3，振实密度为3.0~3.5g/cm3，比表面积为0.4~1.2m2/g。优选的，所述有机溶剂为松节油、松油醇、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、邻苯二甲酸二丁酯、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、硝基纤维素、聚乙二醇2000、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、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。一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料的制备方法，包括有以下工艺步骤，具体为：a、制备无机粘接相：将Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、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、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物七种物料的重量份依次为50%~60%、15%~25%、10%~20%、5%~10%、5%~10%、1%~5%、1%~5%；待Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物混合均匀后，再将Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物所组成的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；而后将玻璃熔液进行水淬处理，以获得玻璃渣，最后以蒸镏水为介质对玻璃渣进行球磨处理，球磨处理时间为4~6小时，以获得粒径值为1μm~3μm的无铅微晶玻璃粉；b、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℃水浴条件下进行溶解，以获得有机载体，并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，而后再通过200目尼龙滤网对有机载体进行过滤以去除杂质；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%、20%~35%、1%~5%、1%~5%、1%~5%；c、电极浆料制备：将无机粘接相、球状银粉、片状银粉、有机载体于容器中搅拌分散，而后置于三辊研磨机中反复研磨，以获得粘度范围为80~150Pa·s、平均细度小于5μm的全银电极浆料，而后再通过500目的尼龙滤网对电极浆料进行过滤处理以去除杂质；其中，电极浆料中无机粘接相、球状银粉、片状银粉、有机载体四种物料的重量份依次为1%~5%、35%~40%、35%~40%、20%~25%。本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料，其特征在于，包括有以下重量份的物料，具体为：无机粘接相    1%~5%球状银粉      35%~40%片状银粉      35%~40%有机载体      20%~25%；其中，无机粘结相是由Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物七种物料所组成的微晶玻璃粉，无机粘接相中Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物七种物料的重量份依次为50%~60%、15%~25%、10%~20%、5%~10%、5%~10%、1%~5%、1%~5%；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%、20%~35%、1%~5%、1%~5%、1%~5%。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料，其特征在于，包括有以下重量份的物料，具体为：无机粘接相1%~5%球状银粉35%~40%片状银粉35%~40%有机载体20%~25%；其中，无机粘结相是由Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物七种物料所组成的微晶玻璃粉，无机粘接相中Bi2O3、B2O3、CaO、ZnO、K2O、晶核剂、稀土氧化物七种物料的重量份依次为50%~60%、15%~25%、10%~20%、5%~10%、5%~10%、1%~5%、1%~5%；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%、20%~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厚膜电路中温烧结全银电极浆料，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厚膜电路中温烧结全银电极浆料，其特征在于：所述微晶玻璃粉的粒径值为1μm~3μm，软化点为300~400℃，平均线膨胀系数为15~25×10-6/℃。4.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料，其特征在于：所述稀土氧化物为La2O3、Sc2O3、Y2O3、CeO2、Sm2O3、Gd2O3、Nd2O3、Pr2O3、Eu2O3中的一种或者至少两种所组成的混合物。5.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料，其特征在于：所述球状银粉的粒径值为1μm~3μm，松装密度为1.5~2.5g/cm3，振实密度为3.0~4.0g/cm3，比表面积为0.5~2.0m2/g；所述片状银粉的粒径值为1μm~3μm，松装密度为1.5~2.0g/cm3，振实密度为3.0~3.5g/cm3，比表面积为0.4~1.2m2/g。6.根据权利要求1所述的一种铝合金基板用厚膜电路中温烧结全银电极浆料，其特征在于：所述有机溶剂为松节油、松油醇、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、邻苯二甲酸二丁酯、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厚膜电路中温烧结全银电极浆料，其特征在于：所述高分子增稠剂为乙基纤维素、硝基纤维素、聚乙二醇2000、聚乙烯醇...

【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