电子浆料及其制备方法、厚膜电路芯片热源及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备厚膜电路用电子浆料，包括固相组分及有机溶剂载体；其中，固相组分和有机溶剂载体的重量比为65～90：35～10，所述固相组分包含石墨烯或氧化石墨烯以及至少一种稀土氧化物。本发明专利技术提供的制备厚膜电路用电子浆料，其将微量的石墨烯或石墨烯类颗粒分散到厚膜电路层及厚膜介质层中，形成的碳微纳米材料微细网格则数量级地提高了厚膜电路的电性能、热性能、化学性能及在厚度方向上热界面的导热率，大幅提高了大功率厚膜集成电路的散热性能和机械强度。

Electronic paste and its preparation method, thick film circuit chip heat source and preparation method thereof

The invention relates to a preparation for electronic paste thick film circuit, including solid components and organic solvent carrier; the solid component and the organic solvent carrier weight ratio is 65 ~ 90:35 ~ 10, the solid fraction containing graphene or graphene oxide and at least one kind of rare earth oxide. The present invention provides the preparation of thick film circuit for electronic paste, the trace of graphene or graphene particles dispersed into the thick film circuit layer and thick film dielectric layer, forming the carbon micro / nano materials of micro grid magnitude to improve the thermal and electrical properties of thick film circuit thermal properties, chemical properties and in the thickness direction thermal interface rate, a substantial increase in the high power thick film integrated circuit heat resistance and mechanical strength.

【技术实现步骤摘要】
电子浆料及其制备方法、厚膜电路芯片热源及其制备方法
本专利技术涉及一种制备大功率厚膜集成电路用电子浆料，尤其是一种制备厚膜电路芯片热源用电子浆料。
技术介绍
在智能电热源领域，厚膜电路用电子浆料通常划分为低温电子浆料：65-250℃、中温电子浆料：250-600℃和高温电子浆料：600-1200℃。高温热源600-1200℃厚膜电路，是智能热源技术的高端水平。低温热源应用范围较广，中温热源应用的频率不高，高温热源由于技术复杂、难度大，多为特种应用。尽管最近十多年来，我国通用电子浆料发展迅速，但主要以导体浆料(如银浆、铝浆)为主，其中银浆中的正银多由国外进口。也即目前我国尚不能较好地满足通用电子浆料的应用需求，专用电子浆料的应用需求更是难以满足。上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种制备厚膜电路用电子浆料，其将微量的石墨烯或石墨烯类颗粒分散到厚膜电路层及厚膜介质层中，在厚膜电路层及厚膜介质层中形成的碳微纳米材料微细网格数量级地提高了厚膜电路的电性能、热性能、化学性能及在厚度方向上热界面的导热率，大幅提高了大功率厚膜集成电路的散热性能和机械强度。(二)技术方案第一方面，为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种制备厚膜电路用电子浆料，包括固相组分及有机溶剂载体；其中，固相组分和有机溶剂载体的重量比为65～90：35～10，所述固相组分包含石墨烯或氧化石墨烯以及至少一种稀土氧化物。具体地，所述电子浆料中，所述固相组分包括功能相粉体和微晶玻璃粉体，所述功能相粉体中包含所述石墨烯或所述氧化石墨烯，所述石墨烯为石墨烯粉体，所述氧化石墨烯为氧化石墨烯粉体；所述微晶玻璃粉体中包含所述至少一种稀土氧化物中的一种。具体地，所述电子浆料中，所述微晶玻璃粉体中的稀土氧化物为La2O3。具体地，所述电子浆料中，所述功能相粉体中包含所述石墨烯粉体和所述至少一种稀土氧化物中的一种或多种。优选地，所述电子浆料中，所述功能相粉体中的稀土氧化物为RuO2和Y2O3。具体地，所述电子浆料中，所述功能相粉体的粒径小于3μm。具体地，所述电子浆料中，所述有机溶剂载体由主溶剂、增稠剂、表面活性剂、触变剂、胶凝剂、稀释剂中的一种或多种混合制备而成，其粘度为150-280mPas。优选地，所述电子浆料中，所述电子浆料的粘度为168～289mPas。作为本专利技术的一个实施例，所述电子浆料中，所述固相组分和所述有机溶剂载体的重量比为65～85：35～15；所述功能相粉体和所述微晶玻璃粉体的重量比为75～55：25～45；所述功能相粉体中包括银粉体、钯粉体和石墨烯粉体，其重量比为：75～79：15～40.5：10～0.5；所述微晶玻璃粉体中包含以下氧化物组分：SiO2、Al2O3、CaO、Bi2O3、B2O3和La2O3，其重量比为：20～60：5～35：10～35：10～30：1～10：0.3～8。作为本专利技术的另一实施例，所述电子浆料中，所述固相组分和所述有机溶剂载体的重量比为65～85：35～15；所述功能相粉体和所述微晶玻璃粉体的重量比为75～55：25～45；所述功能相粉体中包括RuO2粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和石墨烯粉体，其重量比为75～59：15～40.5：10～0.5：1～10；所述微晶玻璃粉体中包含以下氧化物组分：SiO2、Al2O3、CaO、Bi2O3、B2O3和La2O3，其重量比为：20～60：5～35：10～35：10～30：1～10：0.3～8。作为本专利技术的又一实施例，所述电子浆料中，所述固相组分和所述有机溶剂载体的重量比为70～90：30～10；所述功能相粉体和所述微晶玻璃粉体的重量比为99.4～0.6：0.6～6；所述功能相粉体中包括银粉体、钯粉体和石墨烯粉体，其重量比为：0.6～10：99～82：0.4～8；所述微晶玻璃粉体中包含以下氧化物组分：SiO2、Al2O3、CaO、Bi2O3、B2O3和La2O3，其重量比为：20～60：5～35：10～35：10～30：1～15：0.3～15。作为本专利技术的又一实施例，所述电子浆料中，所述固相组分和所述有机溶剂载体的重量比为65～35：85～15；所述功能相粉体和所述微晶玻璃粉体的重量比为99～90：1～10；所述功能相粉体为氧化石墨烯粉体；所述微晶玻璃粉体中包含以下氧化物组分：SiO2、Al2O3、CaO、Co2O3、B2O3和La2O3，其重量比为：30～65：5～26：15～38：0.05～6：2～16：0.3～15。第二方面，本专利技术提供了一种制备在第一方面中说明的电子浆料的方法，包括：步骤1)制备功能相粉体按比例称取功能相粉体所包括的各组分；步骤2)制备微晶玻璃粉体按比例称取微晶玻璃粉所包含的各氧化物组分，并称取适量的晶核剂；将称取后的各组分和晶核剂混合均匀后熔炼，熔炼温度为800～1200摄氏度，并在峰值保温1～5小时；水淬后得到玻璃渣；研磨所述玻璃渣2～4小时，得到平均粒度小于等于5μm的微晶玻璃粉体；步骤3)制备有机溶剂载体按重量比称取主溶剂、增稠剂、表面活性剂、触变剂和胶凝剂中的一种或多种，将称取后的各配料置于80～100℃的水中溶解数小时，并调整增稠剂和稀释剂的含量，得到粘度为150～280mPas的有机溶剂载体；步骤4)制备电子浆料按比例称取功能相粉体、微晶玻璃粉体和有机溶剂载体，将称取后的功能相粉体、微晶玻璃粉体和有机溶剂载体混合后研磨1～3小时并轧制混合，调整增稠剂和稀释剂的含量，得到粘度为168～289mPas的电子浆料。第三方面，基于第一方面中说明的电子浆料，本专利技术还提供了一种厚膜电路芯片热源，包括：基板；依次设置在所述基板表面的厚膜介质层和厚膜电路层，所述厚膜介质层和厚膜电路层至少包括一组，所述厚膜电路层包括至少一个预定功能厚膜电路和至少一个厚膜电极；所述预定功能厚膜电路包括厚膜电阻电路；所述厚膜电阻电路由第一方面中说明的用于制备厚膜电阻电路的电子浆料制备而成；所述厚膜电极由第一方面中说明的用于制备厚膜电极的电子浆料制备而成；所述厚膜介质层由第一方面中说明的用于制备厚膜介质层的电子浆料制备而成。优选地，所述预定功能厚膜电路还包括厚膜热敏电阻电路；所述厚膜热敏电阻电路由第一方面中说明的用于制备厚膜热敏电阻电路电子浆料制备而成。优选地，所述基板呈平面或曲面；所述厚膜介质层和厚膜电路层包括多组，各组层叠设置或在同一平面或曲面内光滑拼接地设置；所述至少一个预定功能厚膜电阻电路提供至少一个预定热源温度。优选地，所述基板的表面或内部设置有水道。第四方面，本专利技术还提供了一种制备在第三方面中说明的芯片热源的方法，包括：步骤1)：采用快速成型方法制备设置有水道的基板；步骤2)：采用丝网印刷技术将在第一方面中说明的电子浆料印刷在基板表面并烧结。第五方面，本专利技术还提供了一种制备在第三方面中说明的芯片热源的方法，包括：步骤1)：采用流延法将在第一方面中说明的电子浆料制备成生瓷带，并在80～150℃下在机干燥30～50分钟，得到厚度为0.01～2mm瓷带生胚；激光切割和/或冲压加工所述瓷带生胚，得到生瓷片；步骤2)：将生瓷片用粘接剂粘贴在基板上，将粘贴有生瓷片的基板置于热等静压机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备厚膜电路用电子浆料，其特征在于，包括固相组分及有机溶剂载体；其中，固相组分和有机溶剂载体的重量比为65～90：35～10，所述固相组分包含石墨烯或氧化石墨烯以及至少一种稀土氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种制备厚膜电路用电子浆料，其特征在于，包括固相组分及有机溶剂载体；其中，固相组分和有机溶剂载体的重量比为65～90：35～10，所述固相组分包含石墨烯或氧化石墨烯以及至少一种稀土氧化物。2.根据权利要求1所述的电子浆料，其特征在于，所述固相组分包括功能相粉体和微晶玻璃粉体，所述功能相粉体中包含所述石墨烯或所述氧化石墨烯，所述石墨烯为石墨烯粉体，所述氧化石墨烯为氧化石墨烯粉体；所述微晶玻璃粉体中包含所述至少一种稀土氧化物中的一种。3.根据权利要求2所述的电子浆料，其特征在于，所述微晶玻璃粉体中的稀土氧化物为La2O3。4.根据权利要求2所述的电子浆料，其特征在于，所述功能相粉体中包含所述石墨烯粉体和所述至少一种稀土氧化物中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的电子浆料，其特征在于，所述功能相粉体中的稀土氧化物为RuO2和Y2O3。6.根据权利要求2所述的电子浆料，其特征在于，所述功能相粉体的粒径小于3μm。7.根据权利要求1-3中任一项所述的电子浆料，其特征在于，所述有机溶剂载体由主溶剂、增稠剂、表面活性剂、触变剂、胶凝剂、稀释剂中的一种或多种混合制备而成，其粘度为150-280mPas。8.根据权利要求1-3中任一项所述的电子浆料，其特征在于，所述电子浆料的粘度为168～289mPas。9.根据权利要求2或3所述的电子浆料，其特征在于，所述固相组分和所述有机溶剂载体的重量比为65～85：35～15；所述功能相粉体和所述微晶玻璃粉体的重量比为75～55：25～45；所述功能相粉体中包括银粉体、钯粉体和石墨烯粉体，其重量比为：75～79：15～40.5：10～0.5；所述微晶玻璃粉体中包含以下氧化物组分：SiO2、Al2O3、CaO、Bi2O3、B2O3和La2O3，其重量比为：20～60：5～35：10～35：10～30：1～10：0.3～8。10.根据权利要求4或5所述的电子浆料，其特征在于，所述固相组分和所述有机溶剂载体的重量比为65～85：35～15；所述功能相粉体和所述微晶玻璃粉体的重量比为75～55：25～45；所述功能相粉体中包括RuO2粉体、Y2O3粉体、CuO粉体和石墨烯粉体，其重量比为75～59：15～40.5：10～0.5：1～10；所述微晶玻璃粉体中包含以下氧化物组分：SiO2、Al2O3、CaO、Bi2O3、B2O3和La2O3，其重量比为：20～60：5～35：10～35：10～30：1～10：0.3～8。11.根据权利要求2或3所述的电子浆料，其特征在于，所述固相组分和所述有机溶剂载体的重量比为70～90：30～10；所述功能相粉体和所述微晶玻璃粉体的重量比为99.4～0.6：0.6～6；所述功能相粉体中包括银粉体、钯粉体和石墨烯粉体，其重量比为：0.6～10：99～82：0.4～8；所述微晶玻璃粉体中包含以下氧化物组分：SiO2、Al2O3、CaO、Bi2O3、B2O3和La2O3，其重量比为：20～60：5～35：10～35：10～30：1～15：0.3～15。12.根据权利要求2或3所述的电子浆料，其特征在于，所述固相组分和所述有机溶剂载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克政，王晨，
申请(专利权)人：王克政，王晨，
类型：发明
国别省市：广东,44