本发明涉及厚膜电路技术领域,尤其涉及一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料及其制备方法。
背景技术:
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。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,但是由此又带来了热膨胀系数与常用电子浆料的不匹配等问题。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。
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。
技术实现要素:
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,该铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有烧结温度低、附着力强、耐老化、挠性高、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且能够与铝基绝缘层相匹配的优点,即该铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可有效地适用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,以广泛适用于家用电器、工业、农业、新型能源乃至军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
本发明的另一目的在于提供一种铝合金基板厚膜电路中温烧结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厚膜电路中温烧结电阻浆料。
为达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现。
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,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%~60%,
有机载体 20%~30%;
其中,无机粘结相是由Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉以及稀土氧化物组成,无机粘接相中Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO、稀土氧化物八种物料的重量份依次为10%~20%、10%~20%、10%~20%、10%~20%、10%~20%、10%~20%、5%~10%、5-10%。
复合功能相为二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉,且二氧化钌粉与纳米银粉两种物料的重量份依次为40%~60%、60%~40%。
有机载体为有机溶剂、高分子增稠剂、表面活性剂、增塑剂、分散剂、消泡剂、触变剂七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、表面活性剂、增塑剂、分散剂、消泡剂、触变剂七种物料的重量份依次为40%~70%、25%~35%、1%~5%、1%~5%、1%~5%、1%~5%、1%~5%。
其中,所述微晶玻璃粉的粒径值为1~3μm,软化点为300~400℃,平均线膨胀系数为18~25×10-6/℃。
其中,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1~3μm。
其中,所述复合功能相中二氧化钌粉的粒径值为1~3µm,松装密度为1.0~2.0 g/cm3,振实密度为1.0~2.0 g/cm3,纳米银粉的粒径值为10~50nm,松装密度为2.0~2.5 g/cm3,振实密度为3.5~4.0 g/cm3。
其中,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。
其中,所述高分子增稠剂为乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、硝基纤维素、聚乙二醇2000、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲乙醛、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或者至少两种所组成的混合物。
其中,所述表面活性剂为卵磷脂、司班-85、吐温-80中的一种或者至少两种所组成的混合物;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。
其中,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。
其中,所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或者至少两种所组成的混合物;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。
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结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、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及稀土氧化物于三维混料机中混合均匀,混合物中Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及稀土氧化物八种物料的重量份依次为10%~20%、10%~20%、10%~20%、10%~20%、10%~20%、10%~20%、5%~10%、5-10%,混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1000~1300℃,保温时间为3~6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨4~6小时,即得到粒径值为1~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉与纳米银粉混合均匀以制备复合功能相,复合功能相中二氧化钌粉与纳米银粉两种物料的重量份依次为40%~60%、60%~40%,二氧化钌粉的粒径值为1~3µm,纳米银粉的粒径值为10 ~50 nm;
c、制备有机载体:将有机溶剂、高分子增稠剂、表面活性剂、增塑剂、分散剂、消泡剂、触变剂于80℃水浴中溶解以得到有机载体,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200 ~300 mPa·s范围内,其中,有机载体中有机溶剂、高分子增稠剂、表面活性剂、增塑剂、分散剂、消泡剂、触变剂七种物料的重量份依次为40%~70%、25%~35%、1%~5%、1%~5%、1%~5%、1%~5%、1%~5%;
d、电阻浆料制备:将无机粘接相、复合功能相、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100~120Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料,其中,电阻浆料中无机粘接相、复合功能相、有机载体三种物料的重量份依次为10%~30%、50%~60%、20%~30%。
本发明的有益效果为:本发明公开了一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料及其制备方法,该制备方法用于制备铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,其中,本发明的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。
实施例1
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,以重量百分比计,包括以下组分:
无机粘接相 20%
复合功能相 55%
有机载体 25%;
所述无机粘接相,以重量百分比计,包括以下组分:
Bi2O3 15%
B2O3 15%
K2O 10%
SrO2 20%
V2O5 15%
TiO2 15%
ZnO 5%
Y2O3 5%;
所述复合功能相,以重量百分比计,包括以下组分:
二氧化钌 40%
纳米银粉 60%;
所述有机载体,以重量百分比计,包括以下组分:
丁基卡必醇 70%
乙基纤维素 20%
司班-85 2%
邻苯二甲酸二辛酯 2%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚醚改性有机硅 2%
氢化蓖麻油 2%。
通过上述物料配比,本实施例一的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
另外,本实施例一的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下性能参数,具体为:浆料粘度为100±10Pa•s/10RPM,电阻层厚度为12±2μm,方阻为10±5Ω/□,方阻重烧变化率为3.5%,电阻温度系数为65±10×10-6/℃。
其中,本实施例一的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可以采用下述制备方法制备而成,具体的,一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料的制备方法,包括以下步骤:
a、制备无机粘接相:将Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及Y2O3于三维混料机中混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1200℃,保温时间为6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨6小时,即得到粒径值为1μm~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉、纳米银粉混合均匀以制备复合功能相;
c、制备有机载体:将丁基卡必醇、乙基纤维素、司班-85、邻苯二甲酸二辛酯、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有机硅、氢化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有机载体,有机载体的粘度为200±20 mPa·s;
d、制备电阻浆料:将无机粘接相、复合功能相、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100±10Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料。
实施例2
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,以重量百分比计,包括以下组分:
无机粘接相 25%
复合功能相 50%
有机载体 25%;
所述无机粘接相,以重量百分比计,包括以下组分:
Bi2O3 15%
B2O3 15%
K2O 20%
SrO2 10%
V2O5 15%
TiO2 15%
ZnO 5%
La2O3 5%;
所述复合功能相,以重量百分比计,包括以下组分:
二氧化钌 50%
纳米银粉 50%;
所述有机载体,以重量百分比计,包括以下组分:
丁基卡必醇 70%
PEG2000 20%
司班-85 2%
邻苯二甲酸二丁酯 2%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚醚改性有机硅 2%
氢化蓖麻油 2%。
通过上述物料配比,本实施例二的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
另外,本实施例二的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下性能参数,具体为:浆料粘度为100±10Pa•s/10RPM,电阻层厚度为11±2μm,方阻为16±5Ω/□,方阻重烧变化率为3.1%,电阻温度系数为50±10×10-6/℃。
其中,本实施例二的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可以采用下述制备方法制备而成,具体的,
a、制备无机粘接相:将Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及La2O3于三维混料机中混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1150℃,保温时间为6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨6小时,即得到粒径值为1μm~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉、纳米银粉混合均匀以制备复合功能相;
c、制备有机载体:将丁基卡必醇、PEG2000、司班-85、邻苯二甲酸二丁酯、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有机硅、氢化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有机载体,有机载体的粘度为200±20 mPa·s;
d、制备电阻浆料:将无机粘接相、复合功能相、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100±10Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料。
实施例3
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,以重量百分比计,包括以下组分:
无机粘接相 20%
复合功能相 50%
有机载体 30%;
所述无机粘接相,以重量百分比计,包括以下组分:
Bi2O3 20%
B2O3 15%
K2O15%
SrO2 10%
V2O5 15%
TiO2 15%
ZnO 5%
CeO2 5%;
所述复合功能相,以重量百分比计,包括以下组分:
二氧化钌 60%
纳米银粉 40%;
所述有机载体,以重量百分比计,包括以下组分:
丁基卡必醇 70%
硝基纤维素 20%
司班-85 2%
邻苯二甲酸二辛酯 2%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚醚改性有机硅 2%
聚酰胺蜡 2%。
通过上述物料配比,本实施例三的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
另外,本实施例三的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下性能参数,具体为:浆料粘度为105±10Pa•s/10RPM,电阻层厚度为12±2μm,方阻为14±5Ω/□,方阻重烧变化率为4.5%,电阻温度系数为70±10×10-6/℃。
其中,本实施例三的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可以采用下述制备方法制备而成,具体的,一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料的制备方法,包括以下步骤:
a、制备无机粘接相:将Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及CeO2于三维混料机中混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1150℃,保温时间为6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨6小时,即得到粒径值为1μm~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉、纳米银粉混合均匀以制备复合功能相;
c、制备有机载体:将丁基卡必醇、硝基纤维素、司班-85、邻苯二甲酸二辛酯、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有机硅、聚酰胺蜡于80℃水浴中溶解以得到有机载体,有机载体的粘度为200±20 mPa·s;
d、制备电阻浆料:将无机粘接相、复合功能相、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105±10Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料。
实施例4
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,以重量百分比计,包括以下组分:
无机粘接相 20%
复合功能相 60%
有机载体 20%;
所述无机粘接相,以重量百分比计,包括以下组分:
Bi2O3 15%
B2O3 15%
K2O 10%
SrO2 20%
V2O5 15%
TiO2 15%
ZnO 5%
Gd2O3 5%;
所述复合功能相,以重量百分比计,包括以下组分:
二氧化钌 50%
纳米银粉 50%;
所述有机载体,以重量百分比计,包括以下组分:
N,N-二甲基甲酰胺 70%
聚乙烯吡咯烷酮 20%
卵磷脂 2%
邻苯二甲酸二辛酯 2%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚醚改性有机硅 2%
触变性醇酸树脂 2%。
通过上述物料配比,本实施例四的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
另外,本实施例四的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下性能参数,具体为:浆料粘度为90±10Pa•s/10RPM,电阻层厚度为13±2μm,方阻为15±5Ω/□,方阻重烧变化率为3.5%,电阻温度系数为100±10×10-6/℃。
其中,本实施例四的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可以采用下述制备方法制备而成,具体的,一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料的制备方法,包括以下步骤:
a、制备无机粘接相:将Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及Gd2O3于三维混料机中混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1150℃,保温时间为6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨6小时,即得到粒径值为1μm~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉、纳米银粉混合均匀以制备复合功能相;
c、制备有机载体:将N,N-二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、卵磷脂、邻苯二甲酸二辛酯、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有机硅、触变性醇酸树脂于80℃水浴中溶解以得到有机载体,有机载体的粘度为200±20 mPa·s;
d、制备电阻浆料:将无机粘接相、复合功能相、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90±10Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料。
实施例5
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,以重量百分比计,包括以下组分:
无机粘接相 25%
复合功能相 50%
有机载体 25%;
所述无机粘接相,以重量百分比计,包括以下组分:
Bi2O3 15%
B2O3 15%
K2O 10%
SrO2 20%
V2O5 20%
TiO2 10%
ZnO 5%
Nd2O3 5%;
所述复合功能相,以重量百分比计,包括以下组分:
二氧化钌 50%
纳米银粉 50%;
所述有机载体,以重量百分比计,包括以下组分:
柠檬酸三丁酯 70%
乙基纤维素 20%
卵磷脂 2%
邻苯二甲酸二辛酯 2%
1, 4-二羟基磺酸胺 2%
聚醚改性有机硅 2%
触变性醇酸树脂 2%。
通过上述物料配比,本实施例五的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
另外,本实施例五的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下性能参数,具体为:浆料粘度为110±10Pa•s/10RPM,电阻层厚度为11±2μm,方阻为12±5Ω/□,方阻重烧变化率为3.8%,电阻温度系数为80±10×10-6/℃。
其中,本实施例五的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可以采用下述制备方法制备而成,具体的,一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料的制备方法,包括以下步骤:
a、制备无机粘接相:将Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及Nd2O3于三维混料机中混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1150℃,保温时间为6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨6小时,即得到粒径值为1μm~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉、纳米银粉混合均匀以制备复合功能相;
c、制备有机载体:将柠檬酸三丁酯、乙基纤维素、卵磷脂、邻苯二甲酸二辛酯、1, 4-二羟基磺酸胺、聚醚改性有机硅、触变性醇酸树脂于80℃水浴中溶解以得到有机载体,有机载体的粘度为200±20 mPa·s;
d、制备电阻浆料:将无机粘接相、复合功能相、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110±10Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料。
实施例6
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,以重量百分比计,包括以下组分:
无机粘接相 30%
复合功能相 50%
有机载体 20%;
所述无机粘接相,以重量百分比计,包括以下组分:
Bi2O3 20%
B2O3 20%
K2O 10%
SrO2 20%
V2O5 10%
TiO2 10%
ZnO 5%
Pr2O3 5%;
所述复合功能相,以重量百分比计,包括以下组分:
二氧化钌 50%
纳米银粉 50%;
所述有机载体,以重量百分比计,包括以下组分:
丁基卡必醇醋酸酯 70%
PEG2000 20%
司班-85 2%
邻苯二甲酸二辛酯 2%
柠檬酸三胺 2%
聚醚改性有机硅 2%
氢化蓖麻油 2%。
通过上述物料配比,本实施例六的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
另外,本实施例六的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下性能参数,具体为:浆料粘度为105±10Pa•s/10RPM,电阻层厚度为11±2μm,方阻为10±5Ω/□,方阻重烧变化率为4.2%,电阻温度系数为75±10×10-6/℃。
其中,本实施例六的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可以采用下述制备方法制备而成,具体的,一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料的制备方法,包括以下步骤:
a、制备无机粘接相:将Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及Pr2O3于三维混料机中混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1150℃,保温时间为6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨6小时,即得到粒径值为1μm~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉、纳米银粉混合均匀以制备复合功能相;
c、制备有机载体:将丁基卡必醇醋酸酯、PEG2000、司班-85、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三胺、聚醚改性有机硅、氢化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有机载体,有机载体的粘度为200±20 mPa·s;
d、制备电阻浆料:将无机粘接相、复合功能相、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105±10Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料。
实施例7
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,以重量百分比计,包括以下组分:
无机粘接相 20%
复合功能相 55%
有机载体 25%;
所述无机粘接相,以重量百分比计,包括以下组分:
Bi2O3 15%
B2O3 15%
K2O 10%
SrO2 20%
V2O5 15%
TiO2 15%
ZnO 5%
Eu2O3 5%;
所述复合功能相,以重量百分比计,包括以下组分:
二氧化钌 55%
纳米银粉 45%;
所述有机载体,以重量百分比计,包括以下组分:
N,N-二甲基甲酰胺 70%
聚乙烯醇缩丁醛 20%
司班-85 2%
邻苯二甲酸二辛酯 2%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚二甲基硅氧烷 2%
氢化蓖麻油 2%。
通过上述物料配比,本实施例七的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
另外,本实施例七的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下性能参数,具体为:浆料粘度为100±10Pa•s/10RPM,电阻层厚度为10±2μm,方阻为15±5Ω/□,方阻重烧变化率为3.0%,电阻温度系数为90±10×10-6/℃。
其中,本实施例七的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可以采用下述制备方法制备而成,具体的,一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料的制备方法,包括以下步骤:
a、制备无机粘接相:将Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及Eu2O3于三维混料机中混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1150℃,保温时间为6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨6小时,即得到粒径值为1μm~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉、纳米银粉混合均匀以制备复合功能相;
c、制备有机载体:将N,N-二甲基甲酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、司班-85、邻苯二甲酸二辛酯、聚甲基丙烯酸胺、聚二甲基硅氧烷、氢化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有机载体,有机载体的粘度为200±20 mPa·s;
d、制备电阻浆料:将无机粘接相、复合功能相、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100±10Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料。
实施例8
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料,以重量百分比计,包括以下组分:
无机粘接相 30%
复合功能相 50%
有机载体 20%;
所述无机粘接相,以重量百分比计,包括以下组分:
Bi2O3 15%
B2O3 10%
K2O 15%
SrO2 10%
V2O5 20%
TiO2 20%
ZnO 5%
Sm2O3 5%;
所述复合功能相,以重量百分比计,包括以下组分:
二氧化钌 60%
纳米银粉 40%;
所述有机载体,以重量百分比计,包括以下组分:
混合二元酸酯 70%
聚乙烯吡咯烷酮 20%
卵磷脂 2%
邻苯二甲酸二辛酯 2%
柠檬酸三胺 2%
聚醚改性有机硅 2%
氢化蓖麻油 2%。
通过上述物料配比,本实施例八的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下优点,具体为:
1、选用Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃粉作为粘结相,通过对Bi2O3-B2O3-K2O-SrO2-V2O5-TiO2-ZnO系微晶玻璃的热膨胀系数、玻璃化温度、软化温度的调节使之与稀土氧化物、复合功能相、有机载体复合构成的厚膜电阻轨迹层的热膨胀系数与铝基绝缘层匹配并且具有良好的结合性能,同时可使电阻层在450~550℃之间烧结,避免了铅在研发、使用及废弃后对环境、人体造成的伤害,可以解决大功率电阻或电热元件制造行业急需解决的问题,符合欧盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、采用二氧化钌粉与纳米银粉的混合粉作为复合功能相,用于制备基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,该电阻浆料的印刷特性好、烧成特性优良,用其制备的电阻轨迹具有附着力强、耐老化、导电性良好、发热效率高以及与铝基绝缘层相容等优点,同时通过改变无机粘接相与复合功能相的成分、重量配比及烧结曲线,不但可以有效地降低电阻层的烧结温度、调节电阻层的方阻,同时又使得电阻层的方阻重烧变化率小于5%,电阻温度系数小于200×10-6/℃;
3、采用本发明制备的基于铝合金基材的中温烧结电阻浆料,可用于制备质量轻、导热性好、大功率铝合金基板厚膜电路电热元件,广泛应用于工业、家用电器、军事工业领域,极大地提高能源利用效率。
另外,本实施例八的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料具有以下性能参数,具体为:浆料粘度为90±10Pa•s/10RPM,电阻层厚度为12±2μm,方阻为14±5Ω/□,方阻重烧变化率为2.7%,电阻温度系数为80±10×10-6/℃。
其中,本实施例八的铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料可以采用下述制备方法制备而成,具体的,一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料的制备方法,包括以下步骤:
一种铝合金基板厚膜电路中温烧结电阻浆料的制备方法,包括以下步骤:
a、制备无机粘接相:将Bi2O3、B2O3、K2O、SrO2、V2O5、TiO2、ZnO以及Sm2O3于三维混料机中混合均匀后再于熔炉熔炼,熔炼温度为1250℃,保温时间为6小时即得到玻璃熔液,而后将玻璃熔液进行水淬并得到玻璃,最后以蒸镏水为介质对玻璃球磨6小时,即得到粒径值为1μm~3μm的微晶玻璃粉;
b、制备复合功能相:将二氧化钌粉、纳米银粉混合均匀以制备复合功能相;
c、制备有机载体:将混合二元酸酯、聚乙烯吡咯烷酮、卵磷脂、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三胺、聚醚改性有机硅、氢化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有机载体,有机载体的粘度为200±20 mPa·s;
d、制备电阻浆料:将无机粘接相、复合功能相、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90±10Pa·s、细度小于8μm的电阻浆料。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。