CN101699565A - 一种低温烧结银电极浆料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温烧结银电极浆料，其重量百分组成为：纳米银粉65～75wt％、片状银粉0～5wt％、玻璃粉2～10wt％、无机添加剂0.2～1.8wt％、有机载体20～30wt％。所述的玻璃粉是ZnO-B₂O₃-SiO₂-Bi₂O₃玻璃体系，其重量百分组成为ZnO 2～15wt％、B₂O₃ 1～15wt％、SiO₂ 2～10wt％、Bi₂O₃ 60～90wt％、Al₂O₃ 0～6wt％、SrO 0～2wt％、BaO0～5wt％。该银电极浆料适应于敏感电阻电极，且分散性好、粒度分布小、抗氧化性高。

Description

一种低温烧结银电极浆料

技术领域

本发明涉及一种电子浆料，尤其涉及一种适用于敏感电阻器的低温烧结银电极浆料。

背景技术

敏感电阻器物美价廉、性价比高而广泛应用于手机、VCD，DVD，音响、空调、冰箱、消毒柜、微波炉等家用电器及商用电器、汽车、工业仪器仪表等领域。敏感器件作为晶体管、二极管、IC、可控硅和半导体开关元件，在家用电器类产品电路中起过压保护、浪涌吸收、噪音消除、设备防雷等作用，是电子电器产品不可缺少的基本元件。随着电子行业的不断发展，智能化、信息化、轻、小、薄是电子工业的发展趋势，那应用于电子元器件的新材料就很关键。银浆作为元器件的关键材料之一，对它性能的研究就越来越重要了。中国专利CN1687992公开了一种用于电子陶瓷元器件电极的无铅银电极浆料及其制造方法，该无铅银电极浆料的组分及含量按重量比分别为：银导电粉55-80％、无铅玻璃粘结剂2-10％、有机树脂2-15％、添加剂2-10％、溶剂10-25％。该无铅银电极浆料的制造方法包括无铅玻璃粘结剂的制备、有机载体的配制、无铅银电极浆料的配方和浆料的加工工艺等。但该电极浆料不适用于敏感电阻。

发明内容

本发明需解决的技术问题是提供一种适应于敏感电阻电极，且分散性好、粒度分布小、抗氧化性高、低温烧结的银电极浆料。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种低温烧结银电极浆料，其重量百分组成为：纳米银粉65～75wt％、片状银粉0～5wt％、玻璃粉2～10wt％、无机添加剂0.2～1.8wt％、有机载体20～30wt％。

进一步：为适应低温烧结，在上述的银电极浆料中，所述的玻璃粉是ZnO-B₂O₃-SiO₂-Bi₂O₃玻璃体系，其重量百分组成为ZnO 2～15wt％、B₂O₃1～15wt％、SiO₂ 2～10wt％、Bi₂O₃ 60～90wt％、Al₂O₃ 0～6wt％、SrO 0～2wt％、BaO 0～5wt％。浆料中玻璃对压敏电阻的使用电压有很大的影响，在烧结时，玻璃使银粉具有良好的润湿性，烧结后的银电极表面残留玻璃相少，并与瓷体有足够的附着力。玻璃与添加剂均不含铅、镉等有毒有害物质。在整个银浆中，玻璃粉的添加量是2～10wt％，添加量小于2wt％，烧结后银结晶性差和银电极附着力差，添加量大于10wt％，烧结后影响银电极的可焊性，并使压敏电阻器的使用电压升高。

所述的无机添加剂是碱金属和碱土金属的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的一种或几种。优选的无机添加剂是BaCO3、K2O、LiNO3、CaCO3、NaHCO3、MgSO4、NaNO3、BaO中的一种或几种。

无机添加剂既可有效降低烧结温度，又能有效解决银电极产品在堆烧或叠烧的烧结过程中银电极产品粘片现象，提高产品的生产效率。无机添加剂在整个银电极浆料中的添加总含量为0.2～1.8wt％。添加量小于0.2wt％，烧结过程银电极产品易粘片。添加量大于1.8wt％，烧结后银外观色泽变差、影响到银电极的可焊性。

所述的有机载体是高分子树脂和溶剂。所述的高分子树脂乙基纤维素、氢化松香树脂、聚乙烯、聚氨酯树脂中的一种或几种。所述的溶剂是醇溶剂、芳香烃溶剂或酯溶剂中的一种或几种。所述的有机载体在银电极浆料中重量百分组成是高分子树脂0.5～4wt％、醇溶剂10～20wt％。添加有机载体是使浆料具有一定的粘度，良好的流变性能及触变性能，满足的敏感电阻器生产过程中的丝印工艺要求，得到良好的银电极图形和干燥后有一定的强度和粘结性。有机载体在大气烧结下分解完全，不会存在残留物，不会对产品带来负面影响。

再进一步：在上述低温烧结银电极浆料中，所述纳米银粉粒径200nm以下，所述片状银粉粒径是15μm。该银电极浆料与现有的电极浆料相比，生产过程相同。即将浆料中的各组分经混合后利用三辊研磨机充分研磨辊轧，达到一定的细度、粘度要求。

与现有技术相比，本发明的配方是：纳米银粉65～75wt％、片状银粉0～5wt％、玻璃粉2～10wt％、无机添加剂0.2～1.8wt％、有机载体20～30wt％。由于选择ZnO-B₂O₃-SiO₂-Bi₂O₃玻璃粉和无机添加剂，由该银电极浆料所得的敏感电阻器能够实现低温(500～650℃)烧结。由于整个浆料中添加了0.2～1.8wt％的无机添加剂，使得由该银电极浆料所得的敏感电阻器能够实现堆烧或叠烧的烧结过程，有效提高产品的生产效率。本发明中的玻璃软化温度低和纳米银粉分散性好、粒度分布小、抗氧化性高，确保银电极低温烧结后的良好银结晶和稳定电性能。本发明中主要选择纳米银粉(球形)，能有效控制电极层厚薄和降低银电极浆料的烧结温度，烧结后得致密性良好的电极。

具体实施方式

本发明的主旨是选择合适的配方，选择ZnO-B₂O₃-SiO₂-Bi₂O₃玻璃粉和无机添加剂，实现敏感电阻器低温(500～650℃)烧结。添加的无机添加剂使得由该银电极浆料所得的敏感电阻器能够实现堆烧或叠烧的烧结过程，有效提高产品的生产效率。下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本发明的限定，材料配方选择可因地制宜而对结果无实质性的影响。

首先，简述本发明材料配方的基本方案：一种低温烧结银电极浆料，其重量百分组成为：纳米银粉65～75wt％、片状银粉0～5wt％、玻璃粉2～10wt％、无机添加剂0.2～1.8wt％、有机载体20～30wt％。

实施例

一种低温烧结银电极浆料，其配方按照表1的1-8号配方，经过组分微调、湿式球磨、砂磨、干燥等工序处理后可以获得分散性好，成份均一的主材料。配方中所述的高分子树脂是乙基纤维素、氢化松香树脂、聚乙烯、聚氨酯树脂中的一种或几种；所述的溶剂是醇溶剂、芳香烃溶剂或酯溶剂中的一种或几种；所述的有机载体在银电极浆料中重量百分组成是高分子树脂0.5～4wt％、醇溶剂10～20wt％。所述纳米银粉粒径200nm以下，所述片状银粉粒径是15μm。配方中选择的玻璃配方如表2的1-14所示，将各材料混合均匀后利用三辊研磨机充分研磨辊轧，达到一定的细度、粘度要求。

按上述配方制得的银电极浆料，通过丝网印刷工艺形成氧化锌压敏电阻器的电极，在烧结炉中525℃的温度下烧结30min，产品性能检测结果如表3所示，所得的压敏电阻器性能良好。

表1：低温烧结银电极浆料的材料配方

表2：表1中玻璃料的组成配方

表3：氧化锌压敏电阻器检测性能

产品编号	外观	耐焊性	烧后附着力(N)	电压变化率
					1	良好	3秒	10	470
2	良好	3秒	11	480
					3	良好	3秒	9	480
4	良好	3秒	10	460
					5	良好	3秒	9	460
6	良好	3秒	10	470
					7	良好	3秒	12	470
8	良好	3秒	10	480

产品编号	外观	耐焊性	烧后附着力(N)	电压变化率
					检测条件	显微镜、目测	焊锡槽260℃±5℃，	拉力计	压敏电阻器测试仪
技术要求	良好	3±1秒	≥8N	470V±10％

Claims (9)

1.一种低温烧结银电极浆料，其重量百分组成为：纳米银粉65～75wt％、片状银粉0～5wt％、玻璃粉2～10wt％、无机添加剂0.2～1.8wt％、有机载体20～30wt％。

2.根据权利要求1所述的低温烧结银电极浆料，其特征在于：所述的玻璃粉是ZnO-B2O3-SiO2-Bi2O3玻璃体系，其重量百分组成为ZnO2～15wt％、B2O31～15wt％、SiO22～10wt％、Bi2O360～90wt％、Al2O30～6wt％、SrO 0～2wt％、BaO 0～5wt％。

3.根据权利要求1所述的低温烧结银电极浆料，其特征在于：所述的无机添加剂是碱金属和碱土金属的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的低温烧结银电极浆料，其特征在于：优选的无机添加剂是BaCO3、K2O、LiNO3、CaCO3、NaHCO3、MgSO4、NaNO3、BaO中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的低温烧结银电极浆料，其特征在于：所述的有机载体是高分子树脂和溶剂。

6.根据权利要求5所述的低温烧结银电极浆料，其特征在于：所述的高分子树脂乙基纤维素、氢化松香树脂、聚乙烯、聚氨酯树脂中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的低温烧结银电极浆料，其特征在于：所述的溶剂是醇溶剂、芳香烃溶剂或酯溶剂中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的低温烧结银电极浆料，其特征在于：所述的有机载体在银电极浆料中重量百分组成是高分子树脂0.5～4wt％、醇溶剂10～20wt％。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的低温烧结银电极浆料，其特征在于：所述纳米银粉粒径200nm以下，所述片状银粉粒径是15μm以下。