一种厚膜电路用多层隔离介质浆料制造技术

本发明专利技术公开了一种厚膜电路用多层隔离介质浆料，按照质量百分比计，所述浆料包括以下组分：所述浆料包括以下组分：0～5%颜料，20%～43%有机载体，0.5%～3%改性剂，玻璃粉55%～75%，所述玻璃粉是将液体硅钾肥经预冻、冷冻干燥、粉碎、过筛得到的纳米级固体粉末作为主要成分，与无机填料通过压强差吸入高温高压反应釜中，并向反应釜中通入空气，搅拌反应后淬火获得。本发明专利技术采用的玻璃粉适应低温制备，性能稳定、粉体不团聚。用该玻璃粉制备的浆料印刷性优异，在厚膜电路中应用，绝缘性、耐压性均得到提高，解决了浆料多层印刷的问题，且浆料的抗电池效应性能进一步得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种厚膜电路用多层隔离介质浆料
本专利技术属于电子浆料
，具体涉及一种厚膜电路用多层隔离介质浆料。
技术介绍
随着器件小型化，国外导体浆料发展趋势向细线条、高频化方向发展，从而产品布线密度更高，体积更小，能适用更宽的频率范围；电阻浆料向更低的温度系数方向、更高的耗散功率密度发展；介质浆料向更高的绝缘强度、更低的介电损耗、更高的致密度方向发展。在电子浆料研发与生产技术手段方面，国外先进浆料生产单位浆料的配方设计采用计算机辅助设计技术；生产与检测已经实现自动化与智能化；产品实验与检验有专用的与用户几乎一致的试验线；对电子浆料的研究方法健全、理论体系相对成熟，处于用新材料引领新型电子元器件发展的引领地位。在厚膜电路用多层隔离介质浆料制备工艺中，重点突破结晶型玻璃粉的体系设计关键技术以解决隔离介质浆料的绝缘电阻、击穿电压、抗电池效应等电气特性问题。重点突破玻璃粉的细化工艺控制关键技术以解决隔离介质浆料击穿电压、抗电池效应等电气特性。同时选用无烧结残留的树脂在一定程度上可提高介质膜层的抗电压击穿能力等电气特性。在载体配方选定之后，通过控制熔制的温度和时间，防止有机载体中有效溶剂的挥发；控制搅拌速度和方式，防止有机载体中的树脂、改性剂等高分子材料的变性，从而确保有机载体质量的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种厚膜电路用多层隔离介质浆料，该浆料适用于厚膜电路中多次印刷、高温烧结，可有效解决现有技术中的生产工艺问题。针对上述目的，本专利技术提供的厚膜电路用多层隔离介质浆料按照质量百分比计，包括以下组分：0～5%颜料，20%～43%有机载体，0.5%～3%改性剂，玻璃粉55%～75%；所述玻璃粉是将液体硅钾肥超声充分分散后，经-25～-18℃预冻8～12小时、-50～-78℃冷冻干燥40～60小时，再经粉碎、过200～250目筛得到的纳米级固体粉末作为主要成分，与无机填料通过压强差吸入压强5～6MPa、温度850～950℃的高温高压反应釜中，并向反应釜中通入空气，搅拌反应20～40分钟后淬火获得。上述主要成分与无机填料的质量比优选为1.3～1.5:1。上述液体硅钾肥包含150～200g/LSiO2、20～25g/LK2O、16～18g/LCuO、50～80g/LCaO、0.2～0.3g/LFe2O3、8～10g/LB2O3、10～15g/LZnO、5～8g/L水螯合物、0.3～0.4g/L水不溶物。上述无机填料优选纳米级Al2O3、TiO2、MgO、P2O5、BaO、ZrO2中至少两种的混合物。上述玻璃粉的平均粒径在0.5～4μm范围内。上述高温高压反应釜内放置内衬为白金坩埚的氧化铝坩埚，坩埚中间悬置白金搅拌杆进行搅拌处理，熔制好的玻璃液通过引流方式进行淬火。上述有机载体按照质量百分比计，包括5%～15%马来酸树脂、0～5%油酸、20%～40%乙基纤维素以及余量为邻苯二甲酸二乙酯和松油醇中的至少一种。上述改性剂优选Al2O3、TiO2、MgO中任意一种或多种。颜料主要起区分作用，采用任何不与无机填料、有机载体及改性剂发生反应且符合ROHS环保协议的颜料，其形态可以是粉末，也可以是通过与溶剂混合后的膏状化糊料。此外，本领域技术人员可以根据具体使用需求选择添加或者不添加颜料。因此，该浆料中颜料的含量较低，其在浆料中的质量百分比为0～5%即可满足需求。有机载体主要用于其他组分的分散，使浆料获得良好的分散性和流动性满足丝网印刷工艺的要求，因此其在浆料中的含量较大，其质量百分比为20%～43%即可满足需求。有机载体还可有效改善浆料的印刷过网性以及浆料烘干膜的强度。改性剂对改善浆料的耐压性及抗电池效应具有重要作用，可以有效提升浆料耐压性，样片反复烧结30次烧结膜表面平整、致密。但用量过大时会得到相反的效果，在浆料中添加少量的改性剂即可满足需求。因此，该浆料中改性剂的含量较低，其在浆料中的质量百分比为0.5%～3%即可满足需求。玻璃粉主要用于浆料的骨架填充，因此其在浆料中的含量也比较大，有利于提高产品绝缘性及消除沟槽现象的缺陷。选用液体硅钾肥为玻璃粉主要成分的制备原料，较易获取，成本较低。无机填料来源广泛，较易获得，且价格便宜，可有效降低生产成本。玻璃粉一般为微米级粉末状，由于粉末的颗粒粒径对浆料的性能具有较大影响，因此玻璃粉的平均粒径范围应在0.5～4μm范围内。当粉末的平均粒径小于0.5μm时，其会具有很大的比表面积，需要大量有机溶剂或流平剂才能获得作为印刷浆料应当具有的适当流动性且浆料印刷烧结后性能不佳。另外，当玻璃粉的颗粒越小时，浆料印刷后容易形成沟槽现象，从而影响产品外观。然而，当玻璃粉末的平均粒径大于4μm时，则不利于印刷和浆料的辊轧。本专利技术提供的厚膜电路用多层隔离介质浆料，通过选择合适的玻璃粉、有机载体和改性剂进行配合，可以使厚膜电路用多层隔离介质浆料获得优异的印刷性和优良的稳定性。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术选用液体硅钾肥为玻璃粉主要成分的制备原料，其优点为：（1）原料普遍、工艺成熟，成本低；（2）硅钾肥所含主成分及含量接近玻璃粉原材料要求，且杂质含量极少，满足玻璃粉制备原材料选择条件；（3）液体硅钾肥固体经低温冷冻处理可得到纳米粉料，且满足不团聚。克服了单独选用各氧化物纳米粉料存在的缺点：（1）材料不普遍，成本高；（2）原材料选择受限，工艺不稳定；（3）目前市场上所用纳米材料存在普遍团聚现象，影响后期玻璃粉深加工材料性能。2、本专利技术玻璃粉制备工艺的优点为：（1）玻璃熔制温度低，玻璃各成分在熔制阶段挥发少，玻璃各成分性能得到有利保护；（2）内置搅拌装置，有利于反应完全；（3）选用白金坩埚保证反应物各成分化学稳定，保证浆料抗电池效应可靠性；（4）制备出的玻璃粉性能稳定、粉体不团聚，有利于后期浆料的印刷。3、本专利技术介质浆料是一种新型的适用于厚膜电路中多层隔离的浆料，应用于与导体搭接后多次印刷、高温烧结工艺中，可以满足厚膜电路多层印刷，浆料同时获得优异的耐压性、抗电池效应及绝缘性。附图说明图1是平均粒径为0.5～4.0μm的玻璃粉。图2是评价本专利技术厚膜电路用多层隔离介质浆料的抗电池效应的示意图。图3是评价本专利技术厚膜电路用多层隔离介质浆料的沟槽问题的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例按照表1中的质量百分比称取各原料，先对玻璃粉及1/2有机载体进行混合，使用三辊研磨机辊轧制备成膏状化糊料。然后将制备成的膏状化糊料与改性剂、颜料及剩余的有机载体进行混合均匀后，使用三辊研磨机辊轧制备成介质浆料成品。表1上述表1的实施例1～5及对比例1～5中，所述玻璃粉由下述方法制备得到：将液体硅钾肥超声处理使其充分分散，经-20℃预冻8小时，-50℃冷冻干燥40小时，再经粉碎机粉碎、过200目筛得到纳米级固体粉末，其中液体硅钾肥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚膜电路用多层隔离介质浆料，其特征在于：按照质量百分比计，所述浆料包括以下组分：0～5%颜料，20%～43%有机载体，0.5%～3%改性剂，玻璃粉55%～75%；/n所述玻璃粉是将液体硅钾肥超声充分分散后，经-25～-18℃预冻8～12小时、-50～-78℃冷冻干燥40～60小时，再经粉碎、过200～250目筛得到的纳米级固体粉末作为主要成分，与无机填料通过压强差吸入压强5～6MPa、温度850～950℃的高温高压反应釜中，并向反应釜中通入空气，搅拌反应20～40分钟后淬火获得。/n

【技术特征摘要】
1.一种厚膜电路用多层隔离介质浆料，其特征在于：按照质量百分比计，所述浆料包括以下组分：0～5%颜料，20%～43%有机载体，0.5%～3%改性剂，玻璃粉55%～75%；
所述玻璃粉是将液体硅钾肥超声充分分散后，经-25～-18℃预冻8～12小时、-50～-78℃冷冻干燥40～60小时，再经粉碎、过200～250目筛得到的纳米级固体粉末作为主要成分，与无机填料通过压强差吸入压强5～6MPa、温度850～950℃的高温高压反应釜中，并向反应釜中通入空气，搅拌反应20～40分钟后淬火获得。


2.根据权利要求1所述的厚膜电路用多层隔离介质浆料，其特征在于：所述主要成分与无机填料的质量比为1.3～1.5:1。


3.根据权利要求1或2所述的厚膜电路用多层隔离介质浆料，其特征在于：所述液体硅钾肥包含150～200g/LSiO2、20～25g/LK2O、16～18g/LCuO、50～80g/LCaO、0.2～0.3g/LFe2O3、8～10g/LB2O3、10～15g/LZnO、5～8g/L水螯...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷莉君，王要东，赵科良，张豪，殷美，鹿宁，周碧，刘琦瑾，
申请(专利权)人：西安宏星电子浆料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61