CN107818850B - 一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料。该复合铜电极材料，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜24‑38份，纳米铜12‑25份，泡沫铜3‑38份，氮化硅1‑4份，硬脂酸14‑27份，改性玻璃粉1‑3份，钛酸锶1‑8份，聚氨酯24‑38份，聚乙二醇45‑63份，壳聚糖1‑3份，氢化蓖麻油14‑25份，C1‑C5脂肪族羧酸铜2‑20份，乙二醇苯醚1‑4份。与现有技术相比，本发明复合铜电极材料导电性好，粘接性好，用此材料制备的电极用于电子器件上可延长器件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于热敏电阻制备领域，具体涉及一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料。
背景技术
随着深亚微米集成电路的不断发展，器件尺寸的不断降低，铜由于其电阻率比铝低，以及高的抵抗电子迁移和应力迁移的能力，使其作为超大规模集成电路金属互链接而被广泛应用。但用铜互连的问题在于，低温条件下，铜离子很容易扩散到硅和二氧化硅中，并且与他们发生反应生成铜硅化合物，严重影响到器件的电性能和可靠性。
申请号200810153637.9，名称为热敏电阻表面局部化学镀制造良好欧姆接触电极的方法，包括对前瓷体进行清洗、干燥、活化浆料的配制和印刷、高温活化、镀镍、镀铜、水洗、脱水、干燥和浸锡、测试等步骤；本发明在热敏电阻局部金属化的部位沉积一层具有良好欧姆接触的镍-铜复合电极，该电极结合力高，易于焊接，电性能指标均满足技术要求；提高劳动生产率2倍以上，原料成本仅为原来的25％，特别适用于焊接型的PTC和NTC热敏电阻电极的制造。但是该电极制备繁琐，且长久使用，镀层容易脱落，另外，铜-硅的扩散率仍存在难以降低概率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，该复合铜电极材料导电性好，粘接性好，用此材料制备的电极用于电子器件上可延长器件的使用寿命。
一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜24-38份，纳米铜12-25份，泡沫铜3-38份，氮化硅1-4份，硬脂酸14-27份，改性玻璃粉1-3份，钛酸锶1-8份，聚氨酯24-38份，聚乙二醇45-63份，壳聚糖1-3份，氢化蓖麻油14-25份，C1-C5脂肪族羧酸铜2-20份，乙二醇苯醚1-4份。
作为改进的是，上述热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜35份，纳米铜20份，泡沫铜26份，氮化硅1份，硬脂酸25份，改性玻璃粉3份，钛酸锶4份，聚氨酯30份，聚乙二醇55份，壳聚糖2份，氢化蓖麻油20份，C0-C5脂肪族羧酸铜18份，乙二醇苯醚3份。
作为改进的是，所述C1-C5脂肪族羧酸铜为C5脂肪族羧酸铜。
作为改进的是，所述壳聚糖的分子量为2000-4000。
作为改进的是，所述改性玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：取玻璃粉浸入多巴胺溶液中，低温冷藏后，微波处理1-4min后，加入铜粉搅拌均匀后，400-500℃下烧结后磨碎，即可。
作为改进的是，玻璃粉和多巴胺溶液的固液比为1：2-4，多巴胺溶液的浓度为1-3mmol/L。
与现有技术相比，本发明复合铜电极材料导电能力强，制成的浆料流动性好，与陶瓷基底的粘接能力强，润湿性好，且低温下不易扩散。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜24份，纳米铜12份，泡沫铜3份，氮化硅1份，硬脂酸14份，改性玻璃粉1份，钛酸锶1-8份，聚氨酯24份，聚乙二醇45份，壳聚糖1份，氢化蓖麻油14份，C1-C5脂肪族羧酸铜2份，乙二醇苯醚1份。
其中，所述壳聚糖的分子量为2000。
所述改性玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：取玻璃粉浸入多巴胺溶液中，低温冷藏后，微波处理1min后，加入铜粉搅拌均匀后，400℃下烧结后磨碎，即可。
玻璃粉和多巴胺溶液的固液比为1：2，多巴胺溶液的浓度为1mmol/L。
实施例2
一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜35份，纳米铜20份，泡沫铜26份，氮化硅1份，硬脂酸25份，改性玻璃粉3份，钛酸锶4份，聚氨酯30份，聚乙二醇55份，壳聚糖2份，氢化蓖麻油20份，C5脂肪族羧酸铜18份，乙二醇苯醚3份。
其中，所述壳聚糖的分子量为3000。
所述改性玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：取玻璃粉浸入多巴胺溶液中，低温冷藏后，微波处理3min后，加入铜粉搅拌均匀后，450℃下烧结后磨碎，即可。
玻璃粉和多巴胺溶液的固液比为1：3，多巴胺溶液的浓度为2mmol/L。
实施例3
一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜38份，纳米铜25份，泡沫铜38份，氮化硅4份，硬脂酸27份，改性玻璃粉3份，钛酸锶8份，聚氨酯38份，聚乙二醇63份，壳聚糖3份，氢化蓖麻油25份，C5脂肪族羧酸铜20份，乙二醇苯醚4份。
其中，所述壳聚糖的分子量为4000。
所述改性玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：取玻璃粉浸入多巴胺溶液中，低温冷藏后，微波处理4min后，加入铜粉搅拌均匀后，500℃下烧结后磨碎，即可。
玻璃粉和多巴胺溶液的固液比为1：4，多巴胺溶液的浓度为3mmol/L。
实施例4
一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜24份，纳米铜12份，泡沫铜3份，氮化硅1份，硬脂酸14份，改性玻璃粉1份，钛酸锶1-8份，聚氨酯24份，聚乙二醇45份，壳聚糖1份，氢化蓖麻油14份，C1-C5脂肪族羧酸铜2份，乙二醇苯醚1份。
其中，所述壳聚糖的分子量为4000。
所述改性玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：取玻璃粉浸入多巴胺溶液中，低温冷藏后，微波处理4min后，加入铜粉搅拌均匀后，500℃下烧结后磨碎，即可。
玻璃粉和多巴胺溶液的固液比为1：4，多巴胺溶液的浓度为3mmol/L。
对比例1
除改性玻璃粉换为普通玻璃粉外，其余同实施例2。
对实施例1-3和对比例1的复合铜电极材料制成的浆料进行检测，所得性能数据如下表所示。
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 焊接前电阻/KΩ | 12.5 | 15.6 | 14.8 | 10.3 |
| 焊接后电阻/KΩ | 258 | 335 | 235 | 235 |
| 扩散率/％ | 25 | 12 | 18 | 47 |
| 附着力/级 | 1 | 1 | 1 | 2 |
从上述结果中可以看出，本发明复合铜电极材料的制备方法简单，用此材料制备的电极与陶瓷基底的接触性良好，附着力强，且扩散率降低，适合大规模应用。
另外，本发明不限于上述实施方式，只要在不超出本发明的范围内，可以采取各种方式实施本发明。
Claims (6)
1.一种热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜24-38份，纳米铜12-25份，泡沫铜3-38份，氮化硅1-4份，硬脂酸14-27份，改性玻璃粉1-3份，钛酸锶1-8份，聚氨酯24-38份，聚乙二醇45-63份，壳聚糖1-3份，氢化蓖麻油14-25份，C1-C5脂肪族羧酸铜2-20份，乙二醇苯醚1-4份。
2.根据权利要求1所述的热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：氧化铜35份，纳米铜20份，泡沫铜26份，氮化硅1份，硬脂酸25份，改性玻璃粉3份，钛酸锶4份，聚氨酯30份，聚乙二醇55份，壳聚糖2份，氢化蓖麻油20份，C0-C5脂肪族羧酸铜18份，乙二醇苯醚3份。
3.根据权利要求1所述的热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，其特征在于，所述C1-C5脂肪族羧酸铜为C5脂肪族羧酸铜。
4.根据权利要求1所述的热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，其特征在于，所述壳聚糖的分子量为2000-4000。
5.根据权利要求1所述的热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，其特征在于，所述改性玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：取玻璃粉浸入多巴胺溶液中，低温冷藏后，微波处理1-4min后，加入铜粉搅拌均匀后，400-500℃下烧结后磨碎，即可。
6.根据权利要求5所述的热敏电阻用低扩散率的复合铜电极材料，其特征在于，玻璃粉和多巴胺溶液的固液比为1：2-4，多巴胺溶液的浓度为1-3mmol/L。
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