CN106384634A - 一种片式电阻用无铅掩膜浆料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种片式电阻用无铅掩膜浆料，按照质量百分比计，所述浆料包括以下组分：0～5％的颜料，20～70％的有机载体，0.1～5％的改性剂，余量为无机填料。本发明提供了一种片式电阻用无铅掩膜浆料，该种浆料是一种新型的适用于片式电阻中溅射用的掩膜类浆料，应用于薄膜溅射工艺中。本发明通过试验证明选择合适的无机填料、有机载体和改性剂进行配合，可以获得优异的印刷性和优良的水洗性。

Description

一种片式电阻用无铅掩膜浆料

技术领域

本发明涉及化工材料技术领域，具体涉及一种片式电阻用无铅掩膜浆料。

背景技术

随着机械自动化生产时代的到来，电子元器件大批量、流水线作业已成为必然趋势。各厂家为提高自己产品的市场竞争力，努力降低成本。通常降低成本的方法包括有降低贵金属含量、降低膜层厚度等方式，但是现有技术中，通过将厚膜印刷工艺改变为薄膜溅射工艺，更能有效地降低成本，因此需要一种新型的适用于片式电阻中溅射用的掩膜类浆料。该类浆料应适应片式电阻的生产流程，可降低生产成本，易水洗，环保，干燥后形成的掩膜层不易脱落，同时还需确保印刷图形保持性好，无溢流、扩散等缺陷。

在片式电阻的薄膜溅射工艺中，可先印刷电极浆料，烧结后在不需要溅射的空白处印刷上该类溅射用的掩膜类浆料，迅速烘干后形成掩膜层，在真空环境下对目标片式电阻进行金属溅射，采用300℃左右高温使该掩膜层老化，最后采用超声清洗机清洗掉该掩膜层即可，其具体产品应用如图1所示，不仅有效地降低了成本，而且使用也非常方便。

发明内容

本发明提供一种片式电阻用无铅掩膜浆料，该种浆料是一种新型的适用于片式电阻中溅射用的掩膜类浆料，可有效解决现有技术中的生产工艺带来的生产成本较高的问题。

本发明提供一种片式电阻用无铅掩膜浆料，按照质量百分比计，所述浆料包括以下组分：

0～5％的颜料，20～70％的有机载体，0.1～5％的改性剂，余量为无机填料。

作为本发明的优选方式，按照质量百分比计，所述有机载体包括2～10％的有机树脂、10～20％的乙基纤维素以及余量为丁基卡必醇和松油醇中的至少一种。

作为本发明的优选方式，所述介质浆料中改性剂的质量百分比含量为0.5～2％。

作为本发明的优选方式，所述氧化物为Al₂O₃、TiO₂及SiO₂中的任意一种或几种。

作为本发明的优选方式，所述无机填料为氧化物与玻璃料中的至少一种。

作为本发明的优选方式，所述玻璃料为BiO-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料或PbO-SiO₂-B₂O₃基玻璃料。

作为本发明的优选方式，所述玻璃料为BiO-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料。

作为本发明的优选方式，所述无机填料的平均粒径范围为0.1～10μm。

作为本发明的优选方式，所述无机填料的平均粒径范围为0.5～8μm。

作为本发明的优选方式，所述无机填料的平均粒径范围为2～6μm。

本发明提供了一种片式电阻用无铅掩膜浆料，该种浆料是一种新型的适用于片式电阻中溅射用的掩膜类浆料，应用于薄膜溅射工艺中。本发明通过试验证明选择合适的无机填料、有机载体和改性剂进行配合，可以使片式电阻用无铅掩膜浆料获得优异的印刷性和优良的水洗性。

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，下面描述中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他的附图。

图1为本发明实施例提供的片式电阻用无铅掩膜浆料的产品应用示意图；

图2为评价本发明实施例提供的片式电阻用无铅掩膜浆料的印刷性的示例图；

图3为评价本发明实施例提供的片式电阻用无铅掩膜浆料的水洗性的示例图；

图4为本发明实施例提供的片式电阻用无铅掩膜浆料中无机填料的平均粒径影响水洗性的试验结果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例公开了一种片式电阻用无铅掩膜浆料，应用于薄膜溅射工艺中，是一种新型的适用于片式电阻中溅射用的掩膜类浆料。按照质量百分比计，该浆料包括以下组分：

0～5％的颜料，20～70％的有机载体，0.1～5％的改性剂，余量为无机填料。

其中，颜料主要起区分作用，本发明实施例中对颜料的种类、颜色、形态等不做限定，任何不与上述有机载体、改性剂及无机填料发生反应且符合ROHS环保协议的颜料均可使用，同时颜料的形态可以是粉末，也可以是通过与溶剂混合后的膏状化糊料。此外，本领域技术人员可以根据具体使用需求选择添加或者不添加颜料。因此，该浆料中颜料的含量较低，其在浆料中的质量百分比含量为0～5％即可满足需求。

有机载体主要用于其他组分的分散，使浆料获得良好的分散性和流动性满足丝网印刷工艺的要求，因此其在浆料中的含量较大，其质量百分比含量为20～70％即可满足需求。

改性剂对改善浆料的印刷特性具有重要作用，其一般采用脂肪酸酰胺，可以有效减少溢流和印刷图形边缘锯齿，但用量过大时会得到相反的效果，在浆料中添加少量的改性剂即可满足需求。因此，该浆料中改性剂的含量较低，其在浆料中的质量百分比含量为0.1～5％即可满足需求。

无机填料主要用于浆料的骨架填充，因此其在浆料中的含量也比较大，当其质量百分比含量为40％～65％时，更有利于消除漏印现象和印刷图形的锯齿缺陷。

本发明提供的片式电阻用无铅掩膜浆料，通过选择合适的无机填料、有机载体和改性剂进行配合，可以使片式电阻用无铅掩膜浆料获得优异的印刷性和优良的水洗性。

在上述实施例的基础上，按照质量百分比计，有机载体包括2～10％的有机树脂、10～20％的乙基纤维素以及余量为丁基卡必醇和松油醇中的至少一种。

有机载体选取上述组分及配比，可有效改善浆料的印刷过网性以及浆料烘干膜的强度。

在上述实施例的基础上，该浆料中改性剂的质量百分比含量为0.5～2％。

改性剂的质量百分比含量优选为0.5～2％，能够进一步减少印刷溢流长度以及改善印刷图形边缘出现锯齿的情况。

在上述实施例的基础上，所述的无机填料为氧化物与玻璃料中的至少一种。

无机填料中组成成分的选取范围较宽，本发明实施例中优选氧化物与玻璃料中的至少一种，而氧化物和玻璃料在本技术领域中利用范围广泛，来源也较为广泛，较易获取。

在上述实施例的基础上，所述的氧化物为Al₂O₃、TiO₂及SiO₂等氧化物中的任意一种或几种。

上述的氧化物可从多种金属氧化物中选取，优选Al₂O₃、TiO₂及SiO₂中的至少一种，是由于这几种氧化物来源广泛，较易获得，且价格便宜，可有效降低生产成本。

在上述实施例的基础上，所述的玻璃料为BiO-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料或PbO-SiO₂-B₂O₃基玻璃料，优选为BiO-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料。

上述的玻璃料选取BiO-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料或PbO-SiO₂-B₂O₃基玻璃料，这两类体系下的玻璃料生产工艺较为成熟，通用性也较强。

考虑到PbO-SiO₂-B₂O₃基玻璃料中含有铅，会对环境造成一定程度的污染，因此优选无铅的BiO-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料，更加环保。

在上述实施例的基础上，所述的无机填料的平均粒径范围为0.1～10μm，优选为0.5～8μm，更优选为2～6μm。

无机填料一般为粉末状，由于无机填料的颗粒粒径对浆料的性能具有较大影响，因此无机填料中的氧化物和玻璃料的平均粒径范围应在0.1～10μm范围内。当无机填料的平均粒径小于0.1μm时，其会具有很大的表面积，需要大量有机溶剂才能获得作为印刷浆料应当具有的适当流动性。另外，当无机填料的颗粒越小时，浆料印刷后形成的掩膜层越紧密，从而增加了水洗的难度。然而，当无机填料的平均粒径大于10μm时，则有碍于印刷和浆料的辊轧。

本发明实施例提供的一种片式电阻用无铅掩膜浆料，其制备方法具体如下：

(1)无机填料的制备：

无机填料为选自氧化物和玻璃料中的至少一种的粉末，其中氧化物选自Al₂O₃、TiO₂及SiO₂等氧化物中一种或几种，玻璃料需要根据选取的玻璃基体系中的各种氧化物的含量，按质量比进行称量后，混合均匀，依次经过熔炼、水焠、球磨、干燥、粉碎和过筛制得平均粒径范围为0.1～10μm的玻璃粉待用；

(2)有机载体的制备：

有机载体包括2～10％的有机树脂、10～20％的乙基纤维素以及余量为丁基卡必醇和松油醇中的至少一种，在60℃～90℃的温度条件下溶解完全，经250～325目筛网过滤后得到有机载体待用；

(3)颜料的制备：

颜料可采用任何不与无机填料、有机载体及改性剂发生反应且符合ROHS环保协议的颜料，其形态可以是粉末，也可以是通过与溶剂混合后的膏状化糊料，其颜色根据实际使用需求选定；

(4)浆料的制备：

称取各原料，按照质量百分比计，该原料包括以下组分：

0～5％的颜料，20～70％的有机载体，0.1～5％的改性剂，余量为无机填料；

将上述原料加入搅拌机中混合均匀后，使用三辊研磨机辊轧制备成浆料成品。

下面结合具体实施例进一步说明本发明提供的片式电阻用无铅掩膜浆料及其制备方法，以及该片式电阻用无铅掩膜浆料的有益效果，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

下表1中列出了本发明提供的片式电阻用无铅掩膜浆料的多种具体组分及该组分的质量百分比：

表1

上述表1中实施例1～10中，采用的无机填料为玻璃料，该玻璃料为无铅的BiO-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料，平均粒径为5.22μm；采用的颜料为酞青蓝；采用的改性剂为硬脂酸酰胺；采用的有机载体含有按照质量百分比计的3％的有机树脂、12％的乙基纤维素以及85％的松油醇。

参照图2所示的示例，对上述实施例1～10中制备的片式电阻用无铅掩膜浆料的印刷性进行评价。先将上述实施例1～10中制备的片式电阻用无铅掩膜浆料分别丝网印刷到0603型氧化铝基板上，然后干燥，干燥条件为110℃条件下烘干6分钟。在显微镜下观察烘干图形，其结果示于下表2中。

参照图3所示的示例，对上述实施例1～10中制备的片式电阻用无铅掩膜浆料的水洗性进行评价。先将上述实施例1～10中制备的片式电阻用无铅掩膜浆料分别丝网印刷到25mm×25mm氧化铝基板上，然后干燥，干燥条件为110℃条件下烘干6分钟。再将烘干后的基板放入烘箱进行高温粉化，粉化条件为300℃条件下烘烤30-180分钟(根据有机载体和无机填料的不同粉化时间有差异)。最后将粉化后的样品置于超声波清洗器中，设置其功率为800W±100W，超声水洗时间约10s，直至完全脱落，其结果同样示于下表2中。

表2

结果显示，无机填料的质量百分比含量在小于40％时，印刷时会有漏印现象，而无机填料的质量百分比含量在大于65％时，由于其固含量的急剧增加会使印刷图形有锯齿缺陷。综合上述结果，无机填料的质量百分比含量在40％～65％时，印刷图形在各方面会有一个较好的平衡，因此无机填料的质量百分比含量的优选范围为40％～65％。

此外，选择实施例5中的组分及配比，通过改变无机填料的平均粒径来评价片式电阻用无铅掩膜浆料的水洗性的影响。该试验中，无机填料的平均粒径分别为1.58μm、2.10μm及5.22μm，试验结果如图4所示。

从图4中可以看出，无机填料的平均粒径对片式电阻用无铅掩膜浆料的水洗性影响较大，其中无机填料的平均粒径为1.58μm时，由于其平均粒径较小，堆积密度高，且易堵塞刻槽，对水洗性能不佳，不利于后续的生产工艺；而无机填料的平均粒径为2.10μm和5.22μm时，浆料的流动性更好，水洗性能较佳，也更有利于印刷和辊轧，尤其是当无机填料的平均粒径为5.22μm时水洗性能最佳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种片式电阻用无铅掩膜浆料，其特征在于，按照质量百分比计，所述浆料包括以下组分：

0～5％的颜料，20～70％的有机载体，0.1～5％的改性剂，余量为无机填料。

2.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，按照质量百分比计，所述有机载体包括2～10％的有机树脂、10～20％的乙基纤维素以及余量为丁基卡必醇和松油醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述介质浆料中改性剂的质量百分比含量为0.5～2％。

4.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述无机填料为氧化物与玻璃料中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的浆料，其特征在于，所述氧化物为Al₂O₃、TiO₂及SiO₂中的等氧化物中的任意一种或几种。

6.根据权利要求4所述的浆料，其特征在于，所述玻璃料为Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料或PbO-SiO₂-B₂O₃基玻璃料。

7.根据权利要求6所述的浆料，其特征在于，所述玻璃料为Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂-ZnO基玻璃料。

8.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述无机填料的平均粒径范围为0.1～10μm。

9.根据权利要求8所述的浆料，其特征在于，所述无机填料的平均粒径范围为0.5～8μm。

10.根据权利要求9所述的浆料，其特征在于，所述无机填料的平均粒径范围为2～6μm。