本發(fā)明涉及厚膜電路技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料及其制備方法。
背景技術(shù):
隨著微電子封裝技術(shù)的發(fā)展,電子元件的功率密度越來越大,致使單位體積發(fā)熱量也隨之增加,所以對(duì)新一代電路基材的散熱能力即熱導(dǎo)率要求越高。現(xiàn)階段開發(fā)的高熱導(dǎo)率陶瓷基材有AlN、SiC 以及BeO;其中,BeO 具有毒性,不利于環(huán)保;SiC 介電常數(shù)偏高,不適宜作基片。近年來,對(duì)于在高溫環(huán)境下使用的電路板,尤其是對(duì)于高功率應(yīng)用,一直需要采用氮化鋁(AlN)襯底。
需進(jìn)一步解釋,AlN陶瓷基體是以氮化鋁為主晶相的陶瓷,具有纖鋅礦型結(jié)構(gòu),屬六方晶系,密度在3. 2g/cm3~3. 3g/cm3之間。由于AlN 襯底極佳的特性,包括高熱導(dǎo)率(130~200 W/m·K)和低熱膨脹系數(shù)(CTE)(4~4.5×10-6 /℃),它們一直是有希望的候選物。高熱導(dǎo)率和低CTE的組合給予氮化鋁良好的抗熱震性。此外,氮化鋁具有超過鋁和氧化鈹?shù)目箯潖?qiáng)度(350~400MPa),表現(xiàn)出使其能夠易于加工的低硬度,并且在氧化環(huán)境中超過900℃的溫度下以及還原環(huán)境中高達(dá)1600℃的溫度下是穩(wěn)定的。AlN陶瓷熱導(dǎo)率高、無毒、原料來源廣泛、介電常數(shù)與機(jī)械性能與氧化鋁接近而且絕緣性能更好、既可以流延成型又可以常壓燒結(jié),工藝性好。所以AlN是一種很有希望的高導(dǎo)熱基板,已被視為新一代高密度、大功率電子封裝中最理想的陶瓷基板材料,能夠廣泛應(yīng)用于電力電子功率模塊、微波毫米波功率器件、大功率電源模塊、混合集成電路等領(lǐng)域,特別是利用其高導(dǎo)熱的特點(diǎn)制備的陶瓷基板在動(dòng)力機(jī)車、電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)等電力電子領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
另外,氮化鋁材料在厚膜漿料工藝方面的應(yīng)用,在一些高端領(lǐng)域已逐漸替代了氧化鋁陶瓷襯底,而一般傳統(tǒng)的厚膜電子漿料主要針對(duì)氧化鋁襯底發(fā)展進(jìn)行研制,均采用硼硅酸鉛體系或硼硅酸鉛鋅體系,但這些體系均以劇毒的氧化鉛(PbO)為主要成分,PbO 系玻璃料用于AlN 陶瓷基片,在界面上發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡,甚至使AIN 陶瓷基片表面氧化,AIN陶瓷基片潤(rùn)濕性變差,電子漿料就失去附著力。硼硅酸鉍體系是低熔點(diǎn)、適度膨脹且具有良好濕潤(rùn)性的玻璃,但其中的主要成分氧化鉍具有較高的活性,燒結(jié)時(shí)與氮化鋁(AlN)發(fā)生反應(yīng)釋放氣體,嚴(yán)重影響厚膜電路元件的穩(wěn)定性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,該厚膜電阻漿料具有良好的觸變性、流動(dòng)性,所用微晶玻璃粉及導(dǎo)電相均不與氮化鋁基材發(fā)生反應(yīng),同時(shí)燒成后的電阻層具有結(jié)構(gòu)光滑、致密、附著力強(qiáng)、耐老化、方阻可調(diào)、電阻溫度系數(shù)較低且可調(diào)、印刷特性及燒成特性優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn),且能夠很好與氮化鋁基材相匹配。該厚膜電阻漿料可用于制備體積小、功率大、表面熱負(fù)荷大、熱導(dǎo)率高、熱效率高、熱啟動(dòng)快、溫度場(chǎng)均勻、抗熱沖擊能力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、無污染、綠色環(huán)保、安全可靠的基于氮化鋁基材的稀土厚膜電路電熱元件。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,該制備方法能夠有效地生產(chǎn)制備上述厚膜電阻漿料。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,包括有以下重量份的物料,具體為:
無機(jī)粘接相 10%~30%
復(fù)合功能相 50%~70%
有機(jī)載體 20%~25%;
其中,無機(jī)粘結(jié)相由SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、晶核劑、稀土氧化物系微晶玻璃粉組成,無機(jī)粘接相中SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、晶核劑、稀土氧化物七種物料的重量份依次為30%~40%、20%~30%、10%~20%、10%~20%、5%~15%、1%~5%、1%~5%;
復(fù)合功能相為球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉的混合粉,且混合粉中球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉三種物料的重量份依次為40%~50%、40%~50%、1-10%;
有機(jī)載體為有機(jī)溶劑、高分子增稠劑、分散劑、消泡劑、觸變劑所組成的混合物,有機(jī)載體中有機(jī)溶劑、高分子增稠劑、分散劑、消泡劑、觸變劑五種物料的重量份依次為50%~70%、25%~35%、1%~5%、1%~5%、1%~5%。
優(yōu)選的,所述晶核劑為CaF2、TiO2、ZrO2、Sb2O3、V2O5、NiO、Fe2O3中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
優(yōu)選的,所述稀土氧化物為L(zhǎng)a2O3、Sc2O3、Y2O3、CeO2、Sm2O3、Gd2O3、Nd2O3、Pr2O3、Eu2O3中的一種,稀土氧化物的粒徑值為1μm~3μm。
優(yōu)選的,所述無鉛微晶玻璃粉的粒徑值為1μm~3μm,軟化點(diǎn)為550~680℃,平均線膨脹系數(shù)為4~5×10~6/℃。
優(yōu)選的,所述復(fù)合功能相中球狀銀粉的粒徑值為1μm~3μm,松裝密度為1.0~2.0 g/cm3,振實(shí)密度為1.0~2.0 g/cm3;片狀銀粉的粒徑值為1μm~3μm,松裝密度為1.0~2.0 g/cm3,振實(shí)密度為1.0~2.0 g/cm3;納米鈀粉的粒徑值為10nm~50nm,松裝密度為2.0~2.5 g/cm3,振實(shí)密度為3.5~4.0 g/cm3。
優(yōu)選的,所述有機(jī)溶劑為松節(jié)油、松油醇、十六醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇二丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、檸檬酸三丁酯、磷酸三丁酯、1,4-丁內(nèi)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、二甲亞砜中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
優(yōu)選的,所述高分子增稠劑為乙基纖維素、聚乙二醇2000、聚乙烯醇縮丁醛、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
優(yōu)選的,所述分散劑為檸檬酸三胺、聚甲基丙烯酸胺、1, 4-二羥基磺酸胺中的一種或者至少兩種所組成的混合物;所述消泡劑為有機(jī)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、聚醚改性有機(jī)硅中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
優(yōu)選的,所述觸變劑為十六醇、聚酰胺蠟、氫化蓖麻油、觸變性醇酸樹脂、有機(jī)膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,包括有以下工藝步驟,具體為:
a、制備無機(jī)粘接相:將SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、晶核劑、稀土氧化物于三維混料機(jī)中混合均勻,混合物中SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、晶核劑、稀土氧化物七種物料的重量份依次為30%~40%、20%~30%、10%~20%、10%~20%、5%~15%、1%~5%、1%~5%;混合均勻后的混合物再于熔爐中進(jìn)行熔煉處理,熔煉溫度為1200℃~1400℃,保溫時(shí)間為2~4小時(shí),即得到玻璃熔液;將玻璃熔液進(jìn)行水淬處理并得到玻璃渣,玻璃渣經(jīng)破碎處理后以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣進(jìn)行球磨處理6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
b、制備復(fù)合功能相:將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉于攪拌機(jī)中混合均勻,以制備復(fù)合功能相,復(fù)合功能相中球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉三種物料的重量份依次為40%~50%、40%~50%、1%~10%,復(fù)合功能相中球狀銀粉的粒徑值為1μm~3μm,片狀銀粉的粒徑值為1μm~3μm,納米鈀粉的粒徑值為10 nm~50 nm;
c、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑、高分子增稠劑、分散劑、消泡劑、觸變劑于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,并通過調(diào)整高分子增稠劑的含量,以使有機(jī)載體的粘度控制在200 mPa·s ~300 mPa·s范圍內(nèi);其中,有機(jī)載體中有機(jī)溶劑、高分子增稠劑、分散劑、消泡劑、觸變劑五種物料的重量份依次為50%~70%、25%~35%、1%~5%、1%~5%、1%~5%;
d、電阻漿料制備:將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為80~150Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的濾網(wǎng)除雜;其中,電阻漿料中無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體三種物料的重量份依次為10%~30%、50%~70%、20%~25%。
本發(fā)明的有益效果為:與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn),具體為:
1、選用SiO2-B2O3-ZnO -Al2O3-MgO系微晶玻璃粉作為無機(jī)粘結(jié)相,該無機(jī)粘結(jié)相組分不僅未含有劇毒成分氧化鉛,還具有適度膨脹、潤(rùn)濕性良好的優(yōu)點(diǎn),且不會(huì)與氮化鋁基材發(fā)生反應(yīng)而釋放氣體,由其制作的厚膜電阻層光滑、致密且與氮化鋁基材附著力強(qiáng),同時(shí)還避免了鉛在研發(fā)、使用及廢棄后對(duì)環(huán)境、人體造成的傷害,可以解決大功率電阻或電熱元件制造行業(yè)急需解決的問題,符合歐盟RoHS指令(2002/95/EC)要求;
2、通過對(duì)SiO2-B2O3-ZnO-Al2O3-MgO系微晶玻璃的差熱、熱膨脹系數(shù)、密度、介電常數(shù)、介電損耗、玻璃化溫度、轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度等的調(diào)節(jié)使之與稀土氧化物、復(fù)合功能相、有機(jī)載體復(fù)合構(gòu)成的厚膜電阻軌跡層的熱膨脹系數(shù)與氮化鋁基材匹配并且具有良好的結(jié)合性能,同時(shí)可使電阻層在800℃~850℃之間燒結(jié);
3、稀土氧化物的加入,不但可以降低微晶玻璃粉的成本并提高稀土資源的綜合利用效益,還可以有效降低漿料的燒結(jié)溫度及熱膨脹系數(shù),同時(shí)可以改善漿料的電性能、濕潤(rùn)性、相溶性、分子間鍵結(jié)合強(qiáng)度及工藝性,使其更好地與熱膨脹系數(shù)(4~4.5×10~6/℃)較低的氮化鋁基材相匹配;
4、采用球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉的混合粉作為復(fù)合功能相,避免了燒結(jié)過程中導(dǎo)電相與氮化鋁基材的反應(yīng),提高了厚膜電阻漿料的附著力及電路元件的穩(wěn)定性;同時(shí)通過改變無機(jī)粘接相與復(fù)合功能相的成分、重量配比及燒結(jié)曲線,使燒成后的電阻層具有附著力強(qiáng)、耐老化、導(dǎo)電性良好、發(fā)熱效率高以及與氮化鋁基材相容的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又使得電阻層的方阻重?zé)兓市∮?%,電阻溫度系數(shù)小于200×10~6/℃;
5、采用本發(fā)明制備的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,可用于制備體積小、功率大、表面熱負(fù)荷大、熱導(dǎo)率高、熱效率高、熱啟動(dòng)快、溫度場(chǎng)均勻、抗熱沖擊能力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、無污染,綠色環(huán)保、安全可靠的基于氮化鋁基材的稀土厚膜電路電熱元件。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
實(shí)施例1,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,以重量百分比計(jì),包括以下組分:
無機(jī)粘接相 10%
復(fù)合功能相 70%
有機(jī)載體 20%。
其中,對(duì)于無機(jī)粘接相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
SiO2 40%
B2O3 20%
ZnO 10%
Al2O3 10%
MgO 15%
TiO2 2.5%
Y2O3 2.5%。
對(duì)于復(fù)合功能相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
球狀銀粉 50%
片狀銀粉 49%
納米鈀粉 1%。
對(duì)于有機(jī)載體而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
丁基卡必醇 35%
丁基卡必醇醋酸酯 35%
乙基纖維素 25%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚醚改性有機(jī)硅 2%
氫化蓖麻油 1%。
需進(jìn)一步指出,本實(shí)施例1的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,其包括以下步驟:
1、制備無機(jī)粘接相:按照本實(shí)施例1的重量配比將SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、TiO2、Y2O3于三維混料機(jī)中混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1400℃,保溫時(shí)間為2小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃渣,最后將玻璃渣破碎、并以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣球磨6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
2、制備復(fù)合功能相:按照本實(shí)施例1的重量配比將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉混合均勻以制備復(fù)合功能相;
3、制備有機(jī)載體:按照本實(shí)施例1的重量配比將丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纖維素、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有機(jī)硅、氫化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,再通過200目尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì),有機(jī)載體的粘度為200±20 mPa·s;
4、制備電阻漿料:按照本實(shí)施例1的重量配比將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為110±20Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。
實(shí)施例2,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,以重量百分比計(jì),包括以下組分:
無機(jī)粘接相 10%
復(fù)合功能相 70%
有機(jī)載體 20%。
其中,對(duì)于無機(jī)粘接相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
SiO2 40%
B2O3 25%
ZnO 15%
Al2O3 10%
MgO 5%
CaF2 2.5%
La2O3 2.5%。
對(duì)于復(fù)合功能相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
球狀銀粉 50%
片狀銀粉 48%
納米鈀粉 2%。
對(duì)于有機(jī)載體而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
乙二醇乙醚醋酸酯 35%
檸檬酸三丁酯 35%
丙烯酸酯樹脂 25%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚醚改性有機(jī)硅 2%
氫化蓖麻油 1%。
需進(jìn)一步指出,本實(shí)施例2的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,其包括以下步驟:
1、制備無機(jī)粘接相:按照本實(shí)施例2的重量配比將Bi2O3、B2O3、MgO、ZnO、CaF2、以及La2O3于三維混料機(jī)中混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1300℃,保溫時(shí)間為3小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃渣,最后將玻璃渣破碎、并以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣球磨6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
2、制備復(fù)合功能相:按照本實(shí)施例2的重量配比將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉混合均勻以制備復(fù)合功能相;
3、制備有機(jī)載體:按照本實(shí)施例2的重量配比將乙二醇乙醚醋酸酯、檸檬酸三丁酯、丙烯酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有機(jī)硅、氫化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,再通過200目尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì),有機(jī)載體的粘度為200±20 mPa·s;
4、制備電阻漿料:按照本實(shí)施例2的重量配比將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為100±20Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。
實(shí)施例3,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,以重量百分比計(jì),包括以下組分:
無機(jī)粘接相 15%
復(fù)合功能相 65%
有機(jī)載體 20%。
其中,對(duì)于無機(jī)粘接相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
SiO2 30%
B2O3 25%
ZnO 15%
Al2O3 15%
MgO 10%
ZrO2 2.5%
Eu2O3 2.5%。
對(duì)于復(fù)合功能相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
球狀銀粉 50%
片狀銀粉 48%
納米鈀粉 2%。
對(duì)于有機(jī)載體而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
丁基卡必醇 45%
丁基卡必醇醋酸酯 25%
聚氨酯樹脂 25%
1, 4-二羥基磺酸胺 2%
聚醚改性有機(jī)硅 2%
氫化蓖麻油 1%。
需進(jìn)一步指出,本實(shí)施例3的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,其包括以下步驟:
1、制備無機(jī)粘接相:按照本實(shí)施例3的重量配比將SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、ZrO2以及Eu2O3于三維混料機(jī)中混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1400℃,保溫時(shí)間為2小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃渣,最后將玻璃渣破碎、并以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣球磨6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
2、制備復(fù)合功能相:按照本實(shí)施例3的重量配比將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉混合均勻以制備復(fù)合功能相;
3、制備有機(jī)載體:按照本實(shí)施例3的重量配比將丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、聚氨酯樹脂、1, 4-二羥基磺酸胺、聚醚改性有機(jī)硅、氫化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,再通過200目尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì),有機(jī)載體的粘度為200±20 mPa·s;
4、制備電阻漿料:按照本實(shí)施例3的重量配比將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為105±20Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。
實(shí)施例4,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,以重量百分比計(jì),包括以下組分:
無機(jī)粘接相 15%
復(fù)合功能相 65%
有機(jī)載體 20%。
對(duì)于無機(jī)粘接相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
SiO2 35%
B2O3 25%
ZnO 10%
Al2O3 10%
MgO15%
V2O5 2%
CeO2 3%。
對(duì)于復(fù)合功能相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
球狀銀粉 48.5%
片狀銀粉 48.5%
納米鈀粉 3%。
對(duì)于有機(jī)載體而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
丁基卡必醇醋酸 35%
檸檬酸三丁酯 35%
聚乙烯醇縮丁醛 25%
檸檬酸三胺 2%
聚醚改性有機(jī)硅 2%
氫化蓖麻油 1%。
需進(jìn)一步指出,本實(shí)施例4的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,其包括以下步驟:
1、制備無機(jī)粘接相:按照本實(shí)施例4的重量配比將SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、V2O5以及CeO2于三維混料機(jī)中混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1200℃,保溫時(shí)間為4小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃渣,最后將玻璃渣破碎、并以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣球磨6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
2、制備復(fù)合功能相:按照本實(shí)施例4的重量配比將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉混合均勻以制備復(fù)合功能相;
3、制備有機(jī)載體:按照本實(shí)施例4的重量配比將丁基卡必醇醋酸酯、檸檬酸三丁酯、聚乙烯醇縮丁醛、檸檬酸三胺、聚醚改性有機(jī)硅、氫化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,再通過200目尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì),有機(jī)載體的粘度為200±20 mPa·s;
4、制備電阻漿料:按照本實(shí)施例4的重量配比將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為90±20Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。
實(shí)施例5,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,以重量百分比計(jì),包括以下組分:
無機(jī)粘接相 15%
復(fù)合功能相 60%
有機(jī)載體 25%。
對(duì)于無機(jī)粘接相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
SiO2 30%
B2O3 30%
ZnO 10%
Al2O3 10%
MgO 15%
Nd2O3 2.5%
Sc2O3 2.5%。
對(duì)于復(fù)合功能相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
球狀銀粉 58.5%
片狀銀粉 48.5%
納米鈀粉 3%。
對(duì)于有機(jī)載體而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
丁基卡必醇醋酸酯 40%
鄰苯二甲酸二丁酯 30%
環(huán)氧樹脂 25%
檸檬酸三胺 2%
聚醚改性有機(jī)硅 2%
氫化蓖麻油 1%。
需進(jìn)一步指出,本實(shí)施例5的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,其包括以下步驟:
1、制備無機(jī)粘接相:按照本實(shí)施例5的重量配比將SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、Nd2O3、以及Sc2O3于三維混料機(jī)中混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1200℃,保溫時(shí)間為4小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃渣,最后將玻璃渣破碎、并以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣球磨6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
2、制備復(fù)合功能相:按照本實(shí)施例5的重量配比將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉混合均勻以制備復(fù)合功能相;
3、制備有機(jī)載體:按照本實(shí)施例5的重量配比將丁基卡必醇醋酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯、環(huán)氧樹脂、檸檬酸三胺、聚醚改性有機(jī)硅、氫化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,再通過200目尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì),有機(jī)載體的粘度為200±20 mPa·s;
4、制備電阻漿料:按照本實(shí)施例5的重量配比將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為105±20Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。
實(shí)施例6,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,以重量百分比計(jì),包括以下組分:
無機(jī)粘接相 20%
復(fù)合功能相 55%
有機(jī)載體 25%。
對(duì)于無機(jī)粘接相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
SiO2 30%
B2O3 20%
ZnO 20%
Al2O3 10%
MgO 10%
Sb2O3 5%
Pr2O3 5%。
對(duì)于復(fù)合功能相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
球狀銀粉 47%
片狀銀粉 47%
納米鈀粉 6%。
對(duì)于有機(jī)載體而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
丁基卡必醇醋酸酯 50%
磷酸三丁酯 20%
聚醋酸乙烯酯 25%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚醚改性有機(jī)硅 2%
聚酰胺蠟 1%。
需進(jìn)一步指出,本實(shí)施例6的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,其包括以下步驟:
1、制備無機(jī)粘接相:按照本實(shí)施例6的重量配比將SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、Sb2O3、以及Pr2O3于三維混料機(jī)中混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1300℃,保溫時(shí)間為3小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃渣,最后將玻璃渣破碎、并以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣球磨6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
2、制備復(fù)合功能相:按照本實(shí)施例6的重量配比將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉混合均勻以制備復(fù)合功能相;
3、制備有機(jī)載體:按照本實(shí)施例6的重量配比將丁基卡必醇醋酸酯、磷酸三丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有機(jī)硅、聚酰胺蠟于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,再通過200目尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì),有機(jī)載體的粘度為200±20 mPa·s;
4、制備電阻漿料:按照本實(shí)施例6的重量配比將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為110±20Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。
實(shí)施例7,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,以重量百分比計(jì),包括以下組分:
無機(jī)粘接相 25%
復(fù)合功能相 50%
有機(jī)載體 25%。
對(duì)于無機(jī)粘接相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
SiO2 30%
B2O3 30%
ZnO 20%
Al2O3 10%
MgO5%
Fe2O3 4%
Gd2O3 1%。
對(duì)于復(fù)合功能相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
球狀銀粉 46%
片狀銀粉 46%
納米鈀粉 8%。
對(duì)于有機(jī)載體而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
丁基卡必醇醋酸酯 40%
檸檬酸三丁酯 30%
聚乙二醇2000 25%
聚甲基丙烯酸胺 2%
聚醚改性有機(jī)硅 2%
氫化蓖麻油 1%。
需進(jìn)一步指出,本實(shí)施例7的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,其包括以下步驟:
1、制備無機(jī)粘接相:按照本實(shí)施例7的重量配比將SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、Fe2O3、以及Gd2O3于三維混料機(jī)中混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1400℃,保溫時(shí)間為2小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃渣,最后將玻璃渣破碎、并以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣球磨6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
2、制備復(fù)合功能相:按照本實(shí)施例7的重量配比將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉混合均勻以制備復(fù)合功能相;
3、制備有機(jī)載體:按照本實(shí)施例7的重量配比將丁基卡必醇醋酸酯、檸檬酸三丁酯、聚乙二醇2000、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有機(jī)硅、氫化蓖麻油于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,再通過200目尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì),有機(jī)載體的粘度為200±20 mPa·s;
4、制備電阻漿料:按照本實(shí)施例7的重量配比將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為100±20Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。
實(shí)施例8,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料,以重量百分比計(jì),包括以下組分:
無機(jī)粘接相 30%
復(fù)合功能相 50%
有機(jī)載體 20%。
對(duì)于無機(jī)粘接相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
SiO2 40%
B2O3 30%
ZnO 10%
Al2O3 10%
MgO5%
NiO2.5%
Sc2O3 2.5%。
對(duì)于復(fù)合功能相而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
球狀銀粉 45%
片狀銀粉 45%
納米鈀粉 10%。
對(duì)于有機(jī)載體而言,以重量百分比計(jì),其包括以下組分:
丁基卡必醇醋酸酯 45%
鄰苯二甲酸二丁酯 25%
聚乙烯吡咯烷酮 20%
聚甲基丙烯酸胺 5%
聚醚改性有機(jī)硅 2.5%
觸變性醇酸樹脂 2.5%。
需進(jìn)一步指出,本實(shí)施例8的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料可以采用以下制備方法制備而成,具體的,一種氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的制備方法,其包括以下步驟:
1、制備無機(jī)粘接相:按照本實(shí)施例8的重量配比將SiO2、B2O3、ZnO、Al2O3、MgO、NiO、Sc2O3于三維混料機(jī)中混合均勻后再于熔爐熔煉,熔煉溫度為1400℃,保溫時(shí)間為2小時(shí)即得到玻璃熔液,而后將玻璃熔液進(jìn)行水淬并得到玻璃渣,最后將玻璃渣破碎、并以蒸鎦水為介質(zhì)對(duì)玻璃渣球磨6小時(shí),即得到粒徑值為1μm~3μm的無鉛微晶玻璃粉;
2、制備復(fù)合功能相:按照本實(shí)施例8的重量配比將球狀銀粉、片狀銀粉、納米鈀粉混合均勻以制備復(fù)合功能相;
3、制備有機(jī)載體:按照本實(shí)施例8的重量配比將丁基卡必醇醋酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸胺、聚醚改性有機(jī)硅、觸變性醇酸樹脂于80℃水浴中溶解以得到有機(jī)載體,再通過200目尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì),有機(jī)載體的粘度為200±20 mPa·s;
4、制備電阻漿料:按照本實(shí)施例8的重量配比將無機(jī)粘接相、復(fù)合功能相、有機(jī)載體于容器中攪拌分散,而后置于三輥研磨機(jī)中反復(fù)研磨,以獲得粘度范圍為120±20Pa·s、平均細(xì)度小于8μm的厚膜電阻漿料,再通過500目的尼龍濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。
本發(fā)明制得的氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的性能參數(shù)如表1所示。
表1 氮化鋁基材用大功率厚膜電路高溫?zé)Y(jié)電阻漿料的性能參數(shù)
以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明的思想,在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。