CN105000875A

CN105000875A - 一种湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料及其制造方法

Info

Publication number: CN105000875A
Application number: CN201510483883.0A
Authority: CN
Inventors: 梁晓斌; 王立成; 潘锴
Original assignee: SHENZHEN GUDIAN ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN GUDIAN ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2035-08-03
Also published as: CN105000875B

Abstract

本发明提供一种湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料及其制造方法。所述湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的主体成分为NiCuZn铁氧体，主体成分中的Ni换算成NiO，占15mol％～25mol％，铜换算成CuO，占8mol％～13mol％，Zn换算成ZnO，占18mol％～25mol％，余量为铁，换算成Fe₂O₃，占46.5mol％～49.5mol％；其中助剂包括助烧剂和添加剂，且助烧剂为Bi₂O₃或/和B₂O₃，占主体成分的1～4wt％；添加剂为Co₂O₃，占主体成分的0.1～0.5wt％，所述湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法包括配料、一次球磨、二次球磨和烘烤四个步骤。本发明提供的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料使导电线路层间导电良好。

Description

一种湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子元器件领域，具体涉及一种湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料及其制造方法。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，电子元器件的市场需求逐年增加，同时市场对电子元器件的可靠性也提出了更高要求。叠层方式生产加工电子元器件已成为最为重要的方式之一，该方式可大规模地生产叠层片式电感器。叠层成型方式分为湿法成型和干法成型；传统湿法成型方式的步骤为：1、在基板上流延一定厚度的膜片；2、在膜片上印刷导电线路浆料；3、在所印刷的线路末端印刷具有一定高度的导电点浆，作为上下线圈的连通点；4、在印制好点浆的基板上流延一层铁氧体浆薄膜。5、导电点浆排开铁氧体浆薄膜形成露点，烘干后，为印制下一层导电线路准备。重复步骤2、3、4、5操作即可获得所需要的叠层片式电感器。

但传统湿法成型存在以下问题：1、导电点浆不显露造成产品开路，使产品报废；2、导电点浆显露不均匀造成直流电阻大小不均，影响产品成品率。

经检索，申请号为CN201510194409，名称为“镍铜锌铁氧体及其制备方法”的专利申请公开了制备镍铜锌铁氧体的方法：“按照摩尔百分比，将47％～49％的Fe₂O₃、5％～12％的CuO、18％～25％的ZnO及18％～25％的NiO加水混合，得到浆料；将所述浆料烘干，得到混合粉末；将所述混合粉末于700℃～900℃保温预烧4～6小时，得到预烧粉末；将所述预烧粉末分成两部分，将一部分所述预烧粉末球磨至颗粒粒径为0.6μm～1.2μm，将另一部分所述预烧粉末球磨至颗粒粒径为1.4μm～2.2μm；将球磨后的两部分所述预烧粉末混合，并加入烧结助剂，经造粒和压制成型，于900℃～1000℃保温烧结4～6小时，得到镍铜锌铁氧体。”

但其解决的主要问题为使铁氧体浆料“兼具耐直流偏置电流冲击性能和较高的初始磁导率”。故电感湿法成型加工中导电点浆不显露或显露不均、致使导电线路层间导电不良仍是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术中电感湿法成型加工时导电点浆不显露或显露不均致使导电线路层间导电不良的问题，本发明提供一种铁氧体浆料及其制造方法，使导电线路层间导电良好。

一种湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料，其主体成分为NiCuZn铁氧体，主体成分中的Ni换算成NiO，占15mol％～25mol％，铜换算成CuO，占8mol％～13mol％，Zn换算成ZnO，占18mol％～25mol％，余量为铁，换算成Fe₂O₃，占46.5mol％～49.5mol％；其中助剂包括助烧剂和添加剂，且助烧剂为Bi₂O₃或/和B₂O₃，占主体成分的1～4wt％；添加剂为Co₂O₃，占主体成分的0.1～0.5wt％。

一种如前所述的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法，包括配料、一次球磨、二次球磨和烘烤四个步骤。

根据所述湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法的一个优选实施例，所述一次球磨步骤加入包含主体成分和助剂的铁氧体粉料、分散剂和溶剂，所述分散剂为聚乙二醇辛基苯基醚，所述溶剂为松油醇和无水酒精，其中松油醇和无水酒精的质量比为1:(1～3)。

根据所述湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法的一个优选实施例，所述一次球磨步骤中加入的铁氧体粉料、分散剂和溶剂的质量比为100:(0.1～1):(40～80)。

根据所述湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法的一个优选实施例，所述二次球磨步骤中加入粘合剂，所述粘合剂为乙基纤维素。

根据所述湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法的一个优选实施例，所述二次球磨步骤中加入的所述粘合剂与所述一次球磨步骤中加入的铁氧体粉料的质量比为(1～8):100。

根据所述湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法的一个优选实施例，所述配料步骤中的预烧温度为800℃，时间为2小时；所述一次球磨步骤和所述二次球磨步骤的时间分别为18～20小时和25～30小时。

一种如前所述的任意一项所述方法制备得到的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料。

一种叠层电感的加工方法，首先在基板上流延一层铁氧体下盖，在所述下盖表面印刷第一导电线路浆料，将铁氧体浆料印刷覆盖于所述第一导电线路浆料上面，且所印刷的所述铁氧体浆料留有一个通孔，所述通孔下方为所述第一导电线路浆料的起始端，接着在所述铁氧体浆料表面印刷第二导电线路浆料，所述通孔上方为所述第二导电线路浆料的末端，所述第二导电线路浆料随着印刷过程流至所述通孔内壁，直至将内壁完全覆盖，所述第一导电线路浆料的起始端通过覆盖于所述通孔内壁的所述第二导电线路浆料与所述铁氧体浆料上方的所述第二导电线路浆料的末端连接，最后在所述第二导电线路浆料上方流延铁氧体上盖。

根据所述的加工方法，所述铁氧体浆料为如前所述的铁氧体浆料或如前所述的任意一项所述制造方法制备得到的铁氧体浆料。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、因现有的铁氧体浆料在成型流延时无法流延出通孔，故无法以通孔内壁覆盖导电线路浆料的方式导通上下两层导电线路，而采用本方案提供的所述铁氧体浆料印刷时，可在印刷时直接印刷所述通孔，然后在印刷所述第二导电线路浆料时使其覆盖所述通孔内壁，从而导通所述第一导电线路浆料和所述第二导电线路浆料，可替代印刷点浆，使层间导电线路高质量连接，避免因导电点浆不显露造成开路，或因点浆显露不均匀而造成直流电阻大小不均，从而很好地解决传统湿法成型加工时产品可能报废或成品率低的问题。

2、因不需要使用导电点浆，故可以降低贵金属消耗，节约成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是叠层电感器湿法成型实施例一至实施例四的结构示意图；

图中：1：下盖、2：第一导电线路浆料、3：铁氧体浆料、4：第二导电线路浆料、5：上盖。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料，主体成分为NiCuZn铁氧体，主体成分中的Ni换算成NiO，占15mol％～25mol％，铜换算成CuO，占8mol％～13mol％，Zn换算成ZnO，占18mol％～25mol％，余量为铁，换算成Fe₂O₃，占46.5mol％～49.5mol％。

一种湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法，包括配料、一次球磨、二次球磨和烘烤四个步骤。

以下为湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法的具体步骤：

一、配料，以制备铁氧体粉料；

具体地，将15mol％～25mol％的NiO，8mol％～13mol％CuO，18mol％～25mol％的ZnO，46.5mol％～49.5mol％的Fe₂O₃在800℃的环境下预烧2小时，预烧料磨细后加入Bi₂O₃或/和B₂O₃作为助烧剂，加入Co₂O₃作为添加剂，助烧剂和添加剂的质量分别为由NiO、CuO、ZnO和Fe₂O₃组成的预烧料质量的1％～4％和0.1％～0.5％，将预烧料、助烧剂和添加剂充分混合，制备成铁氧体粉料。

二、一次球磨；

具体地，将铁氧体粉料、聚乙二醇辛基苯基醚、松油醇和无水酒精混合物加入球磨罐中，聚乙二醇辛基苯基醚作为分散剂，松油醇和无水酒精作溶剂，按重量百分比计算，分别加入铁氧体100份、分散剂0.1～1份、溶剂40～80份，其中松油醇和无水酒精的质量比为1:(1～3)，一次球磨的时间为18～20小时。

三、二次球磨；

具体地，向完成一次球磨的球磨罐中加入粘合剂，所述粘合剂为乙基纤维素，所述粘合剂与所述一次球磨步骤中加入的铁氧体粉料的质量比为(1～8):100，二次球磨的时间为25～30小时。

四、烘烤，以调整粘度；

具体地，将完成二次球磨的半成品铁氧体浆料进行烘烤，去除全部无水酒精，使粘度为30000Pa·s～80000Pa·s，从而制得合格的成品铁氧体浆料。

叠层电感内部结构如图1所示，其具体加工流程如下：

首先在基板上流延一层铁氧体下盖1，在所述下盖1表面印刷第一导电线路浆料2，将铁氧体浆料3印刷覆盖于所述第一导电线路浆料2上面，且所印刷的所述铁氧体浆料3留有一个通孔，所述通孔下方为所述第一导电线路浆料2的起始端，接着在所述铁氧体浆料3表面印刷第二导电线路浆料4，所述通孔上方为所述第二导电线路浆料4的末端，所述第二导电线路浆料随着印刷过程流至所述通孔内壁，直至将内壁完全覆盖，所述第一导电线路浆料2的起始端通过覆盖于所述通孔内壁的所述第二导电线路浆料与所述铁氧体浆料3上方的所述第二导电线路浆料4的末端连接，最后在所述第二导电线路浆料4上方流延铁氧体上盖5。所述第一导电线路浆料2和所述第二导电线路浆料4为相同性质的导电浆料。在所述铁氧体浆料3印刷时印刷所述通孔，然后在印刷所述导电线路浆料4时使其覆盖所述通孔内壁，从而导通所述导电线路浆料2和所述导线线路浆料4，可替代印刷点浆，使层间导电线路高质量连接。

随后按叠层电感正常工序进行，即排胶、烧结、倒角、沾银、烧银、电镀、测试。

以下为各实施方式中助烧剂和添加剂的用量表，

助烧剂	添加剂
		1％	0.1％
2％	0.2％
		2.5％	0.3％
3％	0.4％
		4％	0.5％

在不同的实施方式中，助烧剂取端值1％和4％，中间值2％、2.5％和3％，添加剂取端值0.1％和0.5％，中间值0.2％、0.3％和0.4％，二者的搭配分二十五种情况，具体为：

助烧剂取1％时，添加剂分别取0.1％、0.2％、0.3％、0.4％和0.5％；

助烧剂取2％时，添加剂分别取0.1％、0.2％、0.3％、0.4％和0.5％；

助烧剂取2.5％时，添加剂分别取0.1％、0.2％、0.3％、0.4％和0.5％；

助烧剂取3％时，添加剂分别取0.1％、0.2％、0.3％、0.4％和0.5％；

助烧剂取4％时，添加剂分别取0.1％、0.2％、0.3％、0.4％和0.5％；

经实验测得不同的组合均能取得满意的效果，均能使层间导电线路良好导通，其中助烧剂取2.5％，添加剂取0.3％时最佳，此时制得的铁氧体浆料能取得最好的印刷效果，进而使层间电路导通效果最佳。

以下为制造所述铁氧体浆料的各实施方式中每个步骤所加物质及其烘烤后粘度的表格：

实施方式一，各步骤所加物质及烘烤后的粘度如下：

实施方式二，各步骤所加物质及其烘烤后的粘度如下：

实施方式三，各步骤所加物质及其烘烤后的粘度如下：

实施方式四，各步骤所加物质及其烘烤后的粘度如下：

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、因现有的铁氧体浆料在成型流延时无法流延出通孔，故无法以通孔内壁覆盖导电线路浆料的方式导通上下两层导电线路，而采用本方案提供的所述铁氧体浆料3印刷时，可在印刷时直接印刷所述通孔，然后在印刷所述第二导电线路浆料4时使其覆盖所述通孔内壁，从而导通所述第一导电线路浆料2和所述第二导电线路浆料4，可替代印刷点浆，使层间导电线路高质量连接，避免因导电点浆不显露造成开路，或因点浆显露不均匀而造成直流电阻大小不均，从而很好地解决传统湿法成型加工时产品可能报废或成品率低的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料，其特征在于，其主体成分为NiCuZn铁氧体，主体成分中的Ni换算成NiO，占15mol％～25mol％，铜换算成CuO，占8mol％～13mol％，Zn换算成ZnO，占18mol％～25mol％，余量为铁，换算成Fe₂O₃，占46.5mol％～49.5mol％；其中助剂包括助烧剂和添加剂，且助烧剂为Bi₂O₃或/和B₂O₃，占主体成分的1～4wt％；添加剂为Co₂O₃，占主体成分的0.1～0.5wt％。

2.一种如权利要求1所述的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法，其特征在于，包括配料、一次球磨、二次球磨和烘烤四个步骤。

3.根据权利要求2所述的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法，其特征在于，所述一次球磨步骤加入包含主体成分和助剂的铁氧体粉料、分散剂和溶剂，所述分散剂为聚乙二醇辛基苯基醚，所述溶剂为松油醇和无水酒精，其中松油醇和无水酒精的质量比为1:(1～3)。

4.根据权利要求3所述的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法，其特征在于，所述一次球磨步骤中加入的铁氧体粉料、分散剂和溶剂的质量比为100:(0.1～1):(40～80)。

5.根据权利要求2所述的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法，其特征在于，所述二次球磨步骤中加入粘合剂，所述粘合剂为乙基纤维素。

6.根据权利要求5所述的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法，其特征在于，所述二次球磨步骤中加入的所述粘合剂与所述一次球磨步骤中加入的铁氧体粉料的质量比为(1～8):100。

7.根据权利要求2所述的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料的制造方法，其特征在于，所述配料步骤中的预烧温度为800℃，时间为2小时；所述一次球磨步骤和所述二次球磨步骤的时间分别为18～20小时和25～30小时。

8.一种如权利要求2～7中任意一项所述方法制备得到的湿法叠层电感印刷用铁氧体浆料。

9.一种叠层电感的加工方法，其特征在于，首先在基板上流延一层铁氧体下盖(1)，在所述下盖(1)表面印刷第一导电线路浆料(2)，将铁氧体浆料(3)印刷覆盖于所述第一导电线路浆料(2)上面，且所印刷的所述铁氧体浆料(3)留有一个通孔，所述通孔下方为所述第一导电线路浆料(2)的起始端，接着在所述铁氧体浆料表面印刷第二导电线路浆料(4)，所述通孔上方为所述第二导电线路浆料的末端，所述第二导电线路浆料随着印刷过程流至所述通孔内壁，直至将内壁完全覆盖，所述第一导电线路浆料的起始端通过覆盖于所述通孔内壁的所述第二导电线路浆料与所述铁氧体浆料上方的所述第二导电线路浆料的末端连接，最后在所述第二导电线路浆料上方流延铁氧体上盖(5)。

10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，所述铁氧体浆料(3)为如权利要求1所述的铁氧体浆料或如权利要求2～7中任意一项所述制造方法制备得到的铁氧体浆料。