专利名称：片式电感器用可镀端浆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种片式电感器用可镀端浆。
随着电子产品的小型化、薄型化、轻量化及表面安装技术(SMT)的发展，片式元件也跟着突飞猛进，全世界片式元件使用量占片式化电子元件的比例逐年增加，在1985年占21％市场，到1990年达40％，且仍在大幅增长，现已达到80％左右。片式电感作为三大片式元件之一，发展同样迅猛。但进口片式电感用可镀端浆料价格昂贵，且存在有触变性和流动性不太理想的问题。
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足之处，提供一种浆料与片感浆体的匹配性能良好，具有良好的触变性、流动性，并且均匀细滑，用该浆料制出的片式电感不流挂、不开裂、无针孔、无气泡、烧成后外观光亮，结构致密，导电性能良好的片式电感器用可镀端浆。
本发明的目的是这样实现的一种片式电感器用可镀端浆，它包括有机载体、玻璃粉、流平剂、防沉淀剂、片状银粉和球状银粉组成。其重量百分比为有机载体15-25％，玻璃粉3-8％，流平剂1-5％，防沉淀剂1-5％，片状银粉20-40％，球状银粉40-60％。所述的玻璃粉包括ZnO45-60％,SiO210-20％,B2O310-20％,PbO2-10％，其它氧化物Co2O3或MnO2或NiO1-5％组成。所述的有机载体是由主溶剂、助溶剂、纤维素衍生物、分散剂、增塑剂、抗流挂剂、消泡剂，松香组成，其重量百分比为主溶剂50-70％，助溶剂5-10％、纤维素衍生物10-20％、分散剂0.5-2％、增塑剂0.1-5％、抗流挂剂0.5-2％、消泡剂0.5-5％，松香5-10％。所述的有机载体主溶剂是松油醇，助溶剂是丁烷等，纤维素衍生物是甲基纤维素，分散剂是磺酸类，增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、消泡剂是3,5,5-三甲基已醇。一种片式电感器用可镀端浆的制备方法，其特征在于它包括权利要求1所述的各种组份，将各组份混合→配料→流延→成塑→烘巴→层压→切割→排胶→烧成→倒角→封端→烧端→电镀→测试。
本发明的目的还可以这样实现的一种片式电感器用可镀端浆，它包括有机载体、玻璃粉、流平剂、防沉淀剂、片状银粉和球状银粉组成。其重量百分比为有机载体15-25％，玻璃粉3-8％，流平剂1-5％，防沉淀剂1-5％，片状银粉20-40％，球状银粉40-60％。所述的玻璃粉包括ZnO45-60％,SiO210-20％,B2O310-20％,PbO2-10％，其它氧化物Co2O3或MnO2或NiO1-5％组成。所述的有机载体是由主溶剂、助溶剂、纤维素衍生物、分散剂、增塑剂、抗流挂剂、消泡剂，松香组成，其重量百分比为主溶剂50-70％，助溶剂5-10％、纤维素衍生物10-20％、分散剂0.5-2％、增塑剂0.1-5％、抗流挂剂0.5-2％、消泡剂0.5-5％，松香5-10％。所述的有机载体主溶剂是松油醇，助溶剂是丁烷等，纤维索衍生物是乙基纤维素，分散剂是聚乙烯醇、增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、消泡剂是3,5,5-三甲基己醇。一种片式电感器用可镀端浆的制备方法，其特征在于它包括权利要求1所述的各种组份，将各组份混合→配料→流延→成塑→烘巴→层压→切割→排胶→烧成→倒角→封端→烧端→电镀→测试。
附图的图面说明如下
图1是本发明的工艺流程图，图2是本发明的烧成曲线图，图3是本发明的全银可镀端浆涂覆于片感瓷体表面时状态图，图4是本发明的干燥后的附着模型，图5是本发明的烧结后的端头状态图，
图6是本发明的R1热分析曲线，图7是本发明的R3热分析曲线，图8是本发明的R4热分析曲线，图9是本发明的R1和R2热分析曲线，图10是本发明的工艺流程图，表1是本发明的R1∶R2树脂对比图，表2是本发明的试验，表3是本发明的试验，表4是本发明的球、片试验，表5是本发明与国外同类浆料的数据比较。
下面将结合附图、表和实施例对本发明作进一步的详述对片式电感器用可镀端浆中的有机载体、银粉、无机粘结剂的选择和配方提出了要求。其生产工艺的基本工艺流程见图1，此生产工艺中的工序及其工艺参数如下封端干燥温度230℃±20℃(10min)烧成烧温870±20℃高温段10～15min 时长40～80min电镀酸性电镀 镀NiPH3～4 温度50～60℃ 40～80min镀Sn-Pb PH2～3 温度18～25℃ 40～80min根据工艺流程、工艺要求及使用设备，对片式电感器用可镀端浆要求1、浆料有合适的表面张力，应能完全润湿瓷体，形成连续的金属覆盖层。2、浆料应具有合适的粘度，良好的流动性、触变性、流平性，以防止流挂及保证有良好的外观和合适的银层厚度。3、浆料中有机载体应具备合适的挥发曲线，以适应生产线的干燥曲线。4、无机粘结剂应具有合适的玻璃化温度，以适应生产线的烧成曲线。5、端头烧成后银层致密、无开裂、外观平整光亮，并且在银层与瓷体之间应有一定的附着力。6、具良好的电镀性能，不延伸，桥接。7、不影响片式电感的电性能。
而杜邦公司1183片感可镀端浆技术指标如下粘度10～30pas(BROOKFIELD HBDV-Ⅱ+,10rpm,CP52,25℃)金属含量72±2％固含量 77±1％干燥温度230±20℃ 10min烧成温度850～890℃高温段10～15min拉力＞10N综上所述，本发明研制的片式电感器用可镀端浆的具体要求如下粘度10～30pas(BROOKFIELD HBDV-Ⅱ+,10rpm,CP52,25℃)金属含量65～75％固含量 70～80％干燥温度230±20℃ 10min烧成温度850～890℃高温段10～15min拉力＞10N下面对浆料的结构及其应用时的变化状况作一分析图3是全银可镀端浆涂覆于片感瓷体表面时的状态。从图中看出，银浆是由有机载体、银粉、无机粘结剂组成，并且，银粉和无机粘结剂均匀悬浮在有机载体中。
图4是干燥后的附着模型。此时，大部分溶剂已挥发，银粉和无机粘合剂附着在片感瓷体上，属物理吸附。
图5是烧结后的端头状态。此时，有机载体已完全烧完，而无机粘结剂经高温熔化后在金属间流动，经物理和化学作用，它富集在银层与片感瓷体之间形成第三相，在冷却后形成牢固的粘结区域，使银层与片感基体间有足够的附着力。
根据上述分析，本发明的配方试验也是从有机载体、银粉、无机粘结剂这三个方面展开的。
配方试验对有机载体要求如下a、有机载体能浸润片感基体。
b、能提供合适的粘度。
c、能提供良好的流变学性能。
d、较宽的挥发温度范围，适合于烘干温度曲线。
树脂的种类与含量将影响有机载体的粘度，对瓷体的浸润性、及对银粉的浸润性与悬浮性。为此，采用R1∶R2两种同类树脂，其中R1树脂粘度低，R2树脂粘度高。在试验两者比例后，见表1。
由表1可知，采用R1∶R2=1∶1较适合制作片感可镀端浆。同时，为提高端电极的导电性能，还要求树脂在烧结时能完全分解，不留残碳在端头，并要求完全分解的温度低于无机粘合剂软化温度。为此，对R1做了热分析曲线(如图6)，得到的结果是R1、R2可在550℃以前完全分解，符合要求。为了增加烘干后端头的干燥强度和附着力，又增加了部分R3、R4两种树脂(其热分析曲线如图7、8)和增塑剂DB。在选定上述材料后，选用了对R1和R2具良好的溶解性并具良好溶剂释放性的DE作主溶剂。为了得到较宽的挥发温度范围，又加入了低沸点的S1做第二溶剂，同时S1对调节粘度也很有作用。为降低载体与金属粉粒界面的表面张力，使有机载体能充分润湿金属粉粒的表面，利于金属粉的分散，有机载体也加入了表面活性剂S2。而防沉淀剂M的加入则可保持浆料在贮存中不产生沉淀，使浆料在一段时期内稳定。此外，还加入了抗流挂剂，以调节浆料的触变性，因为分散于浆料中的能变剂能形成不规则的网状结构，阻止分子链段和微小颗粒的热运动，能使涂覆后的端头边缘平整，消除流挂。
综上所述，在配制的有机载体中，以R1和R2两种树脂为主，以DE为主溶剂，S1为助溶剂，同时加入流变助剂和其它表面活性剂等。在制成上述有机载体后，对其进行了热分析，结果如图9。从图中可看出，它从80℃左右开始挥发。在170～210℃时挥发最快，正与工艺要求相符。到230℃左右，溶剂基本挥发。在300～350℃树脂也大部分分解，至550℃有机载体完全分解，无任何残留。从热分析来看，所配制的有机载体挥发范围较宽，并能完全分解，能满足研制要求。
银粉片感可镀端浆的质量与银粉的形状、粒径、比表面积、分散性和粉状密度有密切关系，银粉的这些性能将决定能否得到分散性良好的端浆。能否得到良好的导电率，堆积致密的金属层，以及良好的烧成外观。为此，地银粉进行了大量的试验。首先，试用了不同的球银，见表2其次，对片银进行了比较，见表3为得到结构致密的金属层，对球片银比例进行了试验，根据试验结果，选用了Q2球银，F2的片银，其特性指标见表4。并把球、片银比例定在1∶1．无机填料，其作用主要有两方面一是可降低银的烧结温度；二是可增加银层与基片间的附着强度。根据浆料的研制要求，它对无机粘结剂提出了以下要求1、为适应片感的烧成曲线，它的软化点应在550～700℃之间。
2、因片感在烧成后还须在酸性条件下电镀，因此要求无机粘结剂耐腐蚀、耐酸。
3、有利于银层与瓷体的连接，使片式电感有足够的附着强度。
在经过多次试验后，选ZnO-B2O3-PbO-SiO2系玻璃，从热膨胀曲线可看出，它在580℃时有软化软化现象出现。在软化后，它能逐渐浸润银粉颗粒和瓷体，同时部分玻璃会富集在银层与瓷体的结合处，能满足浆料的需要。
综上所述，确定了有机载体、银粉、无机粘结剂。使有机载体、银粉、无机粘结剂之间能达到最佳的组合。
浆料的制备工艺片感可镀端浆采用三棍轧机制备，具有浆料均匀，效率高等优点，见图10。
浆料特性1、经过上述配方试验及其制各工艺的多次试验，本发明具有如下优点A、浆料具有良好的流变性能，工艺范围宽。所制出的电感外观良好，无流挂和开裂现象。在采用抽真空的二艺后，完全消除了针孔现象。B、瓷体、银层、镀层结合紧密，附着强度较高。
本发明与国外同类浆料实测数据比较，见图表5。
本发明相比现有技术具有1、该端浆可适应片式电感的大批生产；2、该端料制造工艺简单，质量稳定、可靠，生产成本低；3、该端浆性能指标在国内处领先地位，达到美国杜邦1183水平，可以取代进口浆料，实现材料国产化。
实施例1一种片式电感器用可镀端浆，它包括有机载体、玻璃粉、流平剂、防沉淀剂、片状银粉和球状银粉组成，其重量百分比为有机载体25％，玻璃粉3％，流平剂1％，防沉淀剂1％，片状银粉20％，球状银粉50％。所述的玻璃粉包括ZnO45％,SiO220％，B2O320％,PbO10％，其它氧化物Co2O3或MnO2或NiO5％组成。所述的有机载体是由主溶剂、助溶剂、纤维素衍生物、分散剂、增塑剂、抗流挂剂、消泡剂，松香组成，其重量百分比为主溶剂如松油醇50％，助溶剂如丁烷10％、纤维素衍生物如甲基纤维素20％、分散剂如聚乙烯醇2％、增塑剂如邻苯二甲酸二丁酯3％、抗流挂剂2％、消泡剂如3,5,5-三甲基己醇3％，松香10％。一种片式电感器用可镀端浆的制备方法，其特征在于它包括权利要求1所述的各种组份，将各组份混合→配料→流延→成塑→烘巴→层压→切割→排胶→烧成→倒角→封端→烧端→电镀→测试即可。
实施例2一种片式电感器用可镀端浆，它包括有机载体、玻璃粉、流平剂、防沉淀剂、片状银粉和球状银粉组成，其重量百分比为有机载体15％，玻璃粉3％，流平剂1％，防沉淀剂1％，片状银粉25％，球状银粉55％。所述的玻璃粉包括ZnO60％,SiO215％，B2O315％,PbO7％，其它氧化物Co2O3或MnO2或NiO3％组成。所述的有机载体是由主溶剂、助溶剂、纤维素衍生物、分散剂、增塑剂、抗流挂剂、消泡剂，松香组成，其重量百分比为主溶剂如松油醇60％，助溶剂如丁烷8％、纤维素衍生物如乙基纤维素14％、分散剂如聚乙烯醇2％、增塑剂如邻苯二甲酸二丁酯5％、抗流挂剂1％、消泡剂如3,5,5-三甲基己醇2％，松香8％。一种片式电感器用可镀端浆的制备方法，其特征在于它包括权利要求1所述的各种组份，将各组份混合→配料→流延→成塑→烘巴→层压→切割→排胶→烧成→倒角→封端→烧端→电镀→测试即可。
实施例3一种片式电感器用可镀端浆，它包括有机载体、玻璃粉、流平剂、防沉淀剂、片状银粉和球状银粉组成，其重量百分比为有机载体20％，玻璃粉6％，流平剂2％，防沉淀剂2％，片状银粉30％，球状银粉40％。所述的玻璃粉包括ZnO55％,SiO218％,B2O319％,PbO6％，其它氧化物Co2O3或MnO2或NiO2％组成。所述的有机载体是由主溶剂、助溶剂、纤维素衍生物、分散剂、增塑剂、抗流挂剂、消泡剂，松香组成，其重量百分比为主溶剂如松油醇55％，助溶剂如戊烷6％、纤维素衍生物如甲基纤维素19％、分散剂如磺酸类2％、增塑剂如邻苯二甲酸二丁酯5％、抗流挂剂2％、消泡剂如3,5,5-三甲基已醇5％，松香6％。一种片式电感器用可镀端浆的制备方法，其特征在于它包括权利要求1所述的各种组份，将各组份混合→配料→流延→成塑→烘巴→层压→切割→排胶→烧成→倒角→封端→烧端→电镀→测试即可。
表1
表2
表3
表4
表权利要求
1.一种片式电感器用可镀端浆，它包括有机载体、玻璃粉、流平剂、防沉淀剂、片状银粉和球状银粉组成。
2.根据权利要求1所述的片式电感器用可镀端浆，其重量百分比为有机载体15-25％，玻璃粉3-8％，流平剂1-5％，防沉淀剂1-5％，片状银粉20-40％，球状银粉40-60％。
3.根据权利要求1所述的片式电感器用可镀端浆，其特征在于所述的玻璃粉包括ZnO45-60％,SiO210-20％,B2O310-20％,PbO2-10％，其它氧化物Co2O3或MnO2或NiO1-5％组成。
4.根据权利要求1所述的片式电感器用可镀端浆，其特征在于所述的有机载体是由主溶剂、助溶剂、纤维素衍生物、分散剂、增塑剂、抗流挂剂、消泡剂，松香组成，其重量百分比为主溶剂50-70％，助溶剂5-10％、纤维素衍生物10-20％、分散剂0.5-2％、增塑剂0.1-5％、抗流挂剂0.5-2％、消泡剂0.5-5％，松香5-10％。
5.根据权利要求4所述的片式电感器用可镀端浆，其特征在于所述的有机载体主溶剂是松油醇，助溶剂是丁烷等，纤维素衍生物是甲基或乙基纤维素，分散剂是磺酸类或聚乙烯醇、增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、消泡剂是3,5,5-三甲基已醇。
6.一种片式电感器用可镀端浆的制各方法，其特征在于它包括权利要求1所述的各种组份，将各组份混合→配料→流延→成塑→烘巴→层压→切割→排胶→烧成→倒角→封端→烧端→电镀→测试。
全文摘要
本发明涉及一种片式电感器用可镀端浆。它包括有机载体、玻璃粉、流平剂、防沉淀剂、片状银粉和球状银粉组成。本发明具有浆料与片感浆体的匹配性能良好,具有良好的触变性、流动性,并且均匀细滑,用该浆料制出的片式电感不流挂、不开裂、无针孔、无气泡、烧成后外观光亮,结构致密,导电性能良好等优点。
文档编号H01B1/22GK1289129SQ0011753
公开日2001年3月28日 申请日期2000年10月30日 优先权日2000年10月30日
发明者姚卿敏, 陈锦清, 刘会冲, 庞溥生, 祝忠勇, 孟淑媛 申请人:广东肇庆风华电子工程开发有限公司