CN103165223A - 一种ptc热敏电阻用高温烧结导电银浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆及其制备方法，该导电银浆包括以下组分和重量份含量：金属银粉55-72、玻璃粉1-10、有机载体20-45、溶剂1-15。在混料机中充分混合，再使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；将浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调使银浆细度控制在10μm以下，粘度为30-50Pa.S，制得云母电容器电极用导电银浆。与现有技术相比，本发明具有成本低、烧结温度低、烧结范围宽、附着力强等优点。

Description

一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种导电银浆，尤其是涉及一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆及其制备方法。

背景技术

PTC(正温度系数)热敏电阻陶瓷是一种用途广泛的半导体陶瓷材料，在制作过程中必须在其表面制作一层欧姆电极层，消除PTC陶瓷的表面势垒，以使电极层与瓷体之间形成良好的欧姆接触，其各种电性能才能得以实现。在欧姆电极层之上再制作一层银电极层以使其能够和引线或引脚进行钎焊。

PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆通常由银微粉、玻璃粉、有机载体等原料经三辊轧机研磨而成。银微粉是浆料的主要成分，在电极中起导电和消除表面势垒的作用；玻璃粉在电极烧成过程中熔化，形成键合层将电极层附着在陶瓷体的表面；有机载体起分散悬浮作用，使浆料可以长时间放置而不沉淀，同时有机载体使浆料具有一定流动性、触变性等，从而使浆料具有良好的印刷性能；有机溶剂起到调节浆料粘度等作用。

现用银浆产品中多使用日本住矿、美国杜邦等进口银浆，主要存在以下问题：银含量高、烧结温度高、烧结范围窄、以及银层与陶瓷片结合强度一般。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、烧结温度低、烧结范围宽、附着力强的PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆，其特征在于，包括以下组分和重量份含量：

金属银粉  55-72；

玻璃粉    1-10；

有机载体  20-45；

溶剂      1-15。

所述的金属银粉为球状银粉和片状银粉按重量比(9-12)∶1混合的混合物，所述的球状银粉的粒径为0.5-1.5μm，振实密度为1.5-2.5g/ml；所述的片状银粉的粒径为0.5-1.0μm，振实密度为1.0-2.0g/ml。

所述的玻璃粉为无铅玻璃粉，烧结温度为490-700℃，该玻璃粉的组分及重量份含量为：Bi₂O₃45-65、SiO₂8-13、ZnO2-9、TiO₂1-6、SrO1-10、Al₂O₃5-14。

所述的有机载体包括以下组分及重量份含量：高分子树脂10-30、有机溶剂70-90。

所述的高分子树脂为乙基纤维素、硝酸纤维素、松香中的一种或几种；所述的有机溶剂为丁醚、12酯醇、乙二醇乙醚、松节油、环己酮、松油醇中的一种或几种以任意比例混合的混合物。

所述的溶剂为丁醚、12酯醇、乙二醇乙醚、松节油、环己酮、松油醇中的一种或几种以任意比例混合的混合物。

一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)有机载体的配制：称取高分子树脂及有机溶剂，然后将其加热升温至80℃并恒温，直至树脂恒温溶解至15000-35000cps，再将树脂在300-400目的网布上过滤除杂，得到有机载体；

(2)备料，按照以下组分及重量份含量备料：

金属银粉  55-72；

玻璃粉    1-10；

有机载体  20-45；

溶剂      1-15；

(3)银浆的配制：称取金属银粉、玻璃粉，将其与有机载体、溶剂在混料机中充分混合，再使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；

(4)银浆料的生产：将上述浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调使银浆细度控制在10μm以下，粘度为30-50Pa.S，制得云母电容器电极用导电银浆。

与现有技术相比，本发明通过球粉和片粉的合理搭配，使烧结更为致密，导电网络形成的更好来提高导电性能，大大的降低银含量；玻璃粉中添加SrO和TiO₂，使其与陶瓷基体在烧结时更容易共熔，形成新的均一的相态，增强了银层的附着力；通过玻璃粉的搭配与选择不仅提高了附着力，同时还增加了烧结幅度，并使烧结温度低至490℃，烧结范围较宽(490-700℃)，大大降低了客户的采购成本和周期。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种PTC热敏电阻用导电银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)载体的配制：配制载体50Kg，称取高分子树脂8Kg、丁醚22Kg及松油醇20Kg，然后将其加热升温至80℃并恒温，直至树脂恒温溶解至25000-35000cps，再将树脂在300-400目的网布上过滤除杂，得到载体；

(2)备料，按照以下组分及含量备料：

所用的金属银粉中，球粉为65Kg、片粉7Kg，球粉颗粒粒径1.4μm、振实密度为2.4g/ml；片粉颗粒粒径0.9μm、振实密度为1.9g/ml；

所用的玻璃粉为无铅玻璃粉，烧结温度为490-700℃，其组分及含量(wt％)为：

所用溶剂为丁醚。

(3)银浆的配制：称取金属银粉、玻璃粉，将其与有机载体、溶剂在混料机中充分混合，在使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；

(4)银浆料的生产：将上述浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调是银浆细度控制在10μm以下，粘度为40-50Pa.S，制得PTC热敏电阻用导电银浆。

将上述银浆通过丝网印刷的方式印刷在欧姆电极层上，按照目前行业的正常工艺进行烧结、焊接制成PTC热敏电阻成品，弥补了现用银浆所制产品的不足。

实施例2

一种PTC热敏电阻用导电银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)载体的配制：配制载体50Kg，称取高分子树脂10Kg、丁醚22Kg及松油醇18Kg，然后将其加热升温至80℃并恒温，直至树脂恒温溶解至25000-35000cps，再将树脂在300-400目的网布上过滤除杂，得到载体；

(2)备料，按照以下组分及含量备料：

所用的金属银粉中，球粉为60Kg、片粉5Kg，球粉颗粒粒径1.2μm、振实密度为2.3g/ml；片粉颗粒粒径0.8μm、振实密度为1.8g/ml；

所用的玻璃粉为无铅玻璃粉，烧结温度为490-700℃，其组分及含量为：

所用溶剂为12酯醇。

(3)银浆的配制：称取金属银粉、玻璃粉，将其与有机载体、溶剂在混料机中充分混合，在使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；

(4)银浆料的生产：将上述浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调是银浆细度控制在10μm以下，粘度为40-50Pa.S，制得云母电容器电极用导电银浆。

实施例3

一种PTC热敏电阻用导电银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)载体的配制：配制载体50Kg，称取高分子树脂12.5Kg、丁醚17.5Kg及松油醇20Kg，然后将其加热升温至80℃并恒温，直至树脂恒温溶解至25000-30000cps，再将树脂在300-400目的网布上过滤除杂，得到载体；

(2)备料，按照以下组分及含量备料：

所用的金属银粉中，球粉为55Kg、片粉5Kg，球粉颗粒粒径1.0μm、振实密度为1.8g/ml；片粉颗粒粒径0.6μm、振实密度为1.2g/ml；

所用的玻璃粉为无铅玻璃粉，烧结温度为490-700℃，其组分及含量为：

所用溶剂为12酯醇。

(3)银浆的配制：称取金属银粉、玻璃粉，将其与有机载体、溶剂在混料机中充分混合，在使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；

(4)银浆料的生产：将上述浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调是银浆细度控制在10μm以下，粘度为30-40Pa.S，制得PTC热敏电阻用导电银浆。

实施例4

一种PTC热敏电阻用导电银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)载体的配制：配制载体50Kg，称取高分子树脂15Kg、丁醚18Kg及松油醇17Kg，然后将其加热升温至80℃并恒温，直至树脂恒温溶解至25000-30000cps，再将树脂在300-400目的网布上过滤除杂，得到载体；

(2)备料，按照以下组分及含量备料：

所用的金属银粉中，球粉为50Kg、片粉5Kg，球粉颗粒粒径1.4μm、振实密度为2.4g/ml  片粉颗粒粒径0.9μm、振实密度为1.8g/ml；

所用的玻璃粉为无铅玻璃粉，烧结温度为490-700℃，其组分及含量(wt％)为：

所用溶剂为乙二醇乙醚。

(3)银浆的配制：称取金属银粉、玻璃粉，将其与有机载体、溶剂在混料机中充分混合，在使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；

(4)银浆料的生产：将上述浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调是银浆细度控制在10μm以下，粘度为30-40Pa.S，制得PTC热敏电阻用导电银浆。

实施例5

一种PTC热敏电阻用导电银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)载体的配制：配制载体100Kg，称取高分子树脂乙基纤维素10Kg、丁醚90Kg，然后将其加热升温至80℃并恒温，直至树脂恒温溶解至25000-30000cps，再将树脂在300-400目的网布上过滤除杂，得到载体；

(2)备料，按照以下组分及含量备料：

所用的金属银粉中，球粉为50Kg、片粉5Kg，球粉颗粒粒径0.5μm、振实密度为2.5g/ml；片粉颗粒粒径0.5μm、振实密度为2g/ml；

所用的玻璃粉为无铅玻璃粉，烧结温度为490-700℃，其组分及重量份含量为：

所用溶剂为乙二醇乙醚。

(3)银浆的配制：称取金属银粉、玻璃粉，将其与有机载体、溶剂在混料机中充分混合，在使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；

(4)银浆料的生产：将上述浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调是银浆细度控制在10μm以下，粘度为30-40Pa.S，制得PTC热敏电阻用导电银浆。

实施例6

一种PTC热敏电阻用导电银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)载体的配制：配制载体100Kg，称取高分子树脂硝酸纤维素30Kg、乙二醇乙醚70Kg，然后将其加热升温至80℃并恒温，直至树脂恒温溶解至25000-30000cps，再将树脂在300-400目的网布上过滤除杂，得到载体；

(2)备料，按照以下组分及含量备料：

所用的金属银粉中，球粉为54Kg、片粉6Kg，球粉颗粒粒径1.5μm、振实密度为1.5g/ml；片粉颗粒粒径1.0μm、振实密度为1g/ml；

所用的玻璃粉为无铅玻璃粉，烧结温度为490-700℃，其组分及重量份含量为：

所用溶剂为乙二醇乙醚。

(3)银浆的配制：称取金属银粉、玻璃粉，将其与有机载体、溶剂在混料机中充分混合，在使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；

(4)银浆料的生产：将上述浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调是银浆细度控制在10μm以下，粘度为30-40Pa.S，制得PTC热敏电阻用导电银浆。

Claims (7)

1.一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆，其特征在于，包括以下组分和重量份含量：

金属银粉  55-72；

玻璃粉    1-10；

有机载体  20-45；

溶剂      1-15。

2.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆，其特征在于，所述的金属银粉为球状银粉和片状银粉按重量比(9-12)∶1混合的混合物，所述的球状银粉的粒径为0.5-1.5μm，振实密度为1.5-2.5g/ml；所述的片状银粉的粒径为0.5-1.0μm，振实密度为1.0-2.0g/ml。

3.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆，其特征在于，所述的玻璃粉为无铅玻璃粉，烧结温度为490-700℃，该玻璃粉的组分及重量份含量为：Bi₂O₃45-65、SiO₂8-13、ZnO2-9、TiO₂1-6、SrO1-10、Al₂O₃5-14。

4.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆，其特征在于，所述的有机载体包括以下组分及重量份含量：高分子树脂10-30、有机溶剂70-90。

5.根据权利要求4所述的一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆，其特征在于，所述的高分子树脂为乙基纤维素、硝酸纤维素、松香中的一种或几种；所述的有机溶剂为丁醚、12酯醇、乙二醇乙醚、松节油、环己酮、松油醇中的一种或几种以任意比例混合的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆，其特征在于，所述的溶剂为丁醚、12酯醇、乙二醇乙醚、松节油、环己酮、松油醇中的一种或几种以任意比例混合的混合物。

7.一种如权利要求1所述的PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)有机载体的配制：称取高分子树脂及有机溶剂，然后将其加热升温至80℃并恒温，直至树脂恒温溶解至15000-35000cps，再将树脂在300-400目的网布上过滤除杂，得到有机载体；

(2)备料，按照以下组分及重量份含量备料：

金属银粉  55-72；

玻璃粉    1-10；

有机载体  20-45；

溶剂      1-15；

(3)银浆的配制：称取金属银粉、玻璃粉，将其与有机载体、溶剂在混料机中充分混合，再使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体；

(4)银浆料的生产：将上述浆体在三辊研磨上进行研磨，通过滚轮的微调使银浆细度控制在10μm以下，粘度为30-50Pa.S，制得云母电容器电极用导电银浆。