CN108022701A - 一种合金铝基绝缘部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子材料技术领域，提供一种合金铝基绝缘部件及其制造方法。一种合金铝基绝缘部件的制造方法，包括提供介质浆料和合金铝基材，所述介质浆料包括玻璃粉和陶瓷粉；将所述介质浆料经流延工艺制成生坯，将所述生坯贴覆在所述合金铝基材的表面得到待烧结部件；将所述待烧结部件烧结成型后即得到所需的合金铝基绝缘部件，该合金铝基绝缘部件包括合金铝基材和覆盖在合金铝基材表面的绝缘层。该合金铝基绝缘部件的制造方法，采用流延工艺形成绝缘层，可以一次性完成，生产效率高。本发明还提供一种合金铝基绝缘部件，具有使用寿命长的优点。

Description

一种合金铝基绝缘部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子材料技术领域，尤其涉及一种合金铝基绝缘部件及其制造方法。

背景技术

电热元件是实现电能向热能转化的一类元件，各种的电热设备都要使用电热元件来发热。随着电热产品在家电、工业电器、电子设备、汽车行业等诸多领域的日益普及，电热元件的应用变得越来越广泛，所以人们对电热元件各方面的性能要求也越来越高。其中，厚膜电路式电热元件具有加热速度快，高效节能的优点，得到了越来越多的青睐。目前，厚膜电路式电热元件是采用丝网印刷工艺，在基板上印刷介质浆料形成绝缘层。然而这种方式，需要进行多次印刷，存在生产效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合金铝基绝缘部件及其制造方法，采用流延工艺形成绝缘层，可以一次性完成，生产效率高。

为解决上述技术问题，发明采用如下所述的技术方案。一种合金铝基绝缘部件的制造方法，包括提供介质浆料和合金铝基材，所述介质浆料包括玻璃粉和陶瓷粉；将所述介质浆料经流延工艺制成生坯，将所述生坯贴覆在所述合金铝基材的表面得到待烧结部件；将所述待烧结部件烧结成型后即得到所需的合金铝基绝缘部件，该合金铝基绝缘部件包括合金铝基材和覆盖在合金铝基材表面的绝缘层。

优选地，所述玻璃粉与所述合金铝基材的热膨胀系数的差值小于6×10^-6/℃。

优选地，所述陶瓷粉包含氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅中的一种或几种。

优选地，所述生坯的厚度为50-1000μm。

优选地，所述烧结采用一次烧结，烧结温度为400-620℃。

一种合金铝基绝缘部件，包括合金铝基材和覆盖在合金铝基材表面的绝缘层，所述绝缘层是通过流延工艺所形成的生坯烧结制得。

优选地，所述绝缘层侧面坡度小于5°。

优选地，所述绝缘层表面光滑致密，其覆盖率为85-100％。

优选地，所述绝缘层厚度为30-600μm。

优选地，所述绝缘层的击穿电压为1700-4000V。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种合金铝基绝缘部件的制造方法，采用流延工艺形成绝缘层，可以一次性完成，生产效率高。并且相对于现有采用丝网印刷工艺的制造方法，由于无需多次印刷，所形成的绝缘层整体性好，制得的合金铝基绝缘部件使用寿命长。

本发明还提供了一种合金铝基绝缘部件，由于绝缘层是通过流延工艺制成，所形成的绝缘层整体性好，该合金铝基绝缘部件使用寿命长。

附图说明

图1是本发明所提供的合金铝基绝缘部件的制造方法的流程示意图。

图2是本发明所提供的合金铝基绝缘部件的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对发明做进一步的阐述。

实施例一

请一并参阅图1、图2，一种合金铝基绝缘部件的制造方法，包括：

步骤S1：提供介质浆料和合金铝基材2，所述介质浆料包括玻璃粉和陶瓷粉；

步骤S2：将所述介质浆料经流延工艺制成生坯，将所述生坯贴覆在所述合金铝基材2的表面得到待烧结部件；

步骤S2：将所述待烧结部件烧结成型后即得到所需的合金铝基绝缘部件，该合金铝基绝缘部件包括合金铝基材2和覆盖在合金铝基材2表面的绝缘层1。

本发明所提供的合金铝基绝缘部件的制造方法，采用流延工艺形成绝缘层，可以一次性完成，生产效率高。并且相对于现有采用丝网印刷工艺的制造方法，由于无需多次印刷，所形成的绝缘层整体性好，制得的合金铝基绝缘部件使用寿命长。并且，由于采用流延工艺，在绝缘层1表面光滑致密，不会出现网纹，且绝缘层1侧面坡度小于5°甚至于没有坡度。此外，由于采用先制成生坯，再贴覆在合金铝基材2表面的方式，可以根据合金铝基材2制得与合金铝基材2尺寸相匹配的生坯，从而实现全面覆盖，其覆盖率可以达到85-100％，并且可以很好的实现100％的覆盖率。在一些具体的实施例中，将所述生坯贴覆在所述合金铝基材2的表面为：使用溶剂润湿生坯和合金铝基材2表面，然后将两者贴合。

在制造中通过控制生坯的厚度，从而能控制绝缘层1的厚度，绝缘层1厚度的可控性好。可以理解，生坯厚度较大时，绝缘层1较厚，影响合金铝基绝缘部件的散热能力；生坯厚度较小时，绝缘层1的厚度也较小，击穿电压较低，影响安全性能。在一些优选的实施例中，所述生坯的厚度为50-1000μm，所制得的合金铝基绝缘部件的绝缘层1厚度为30-600μm，既能保证合金铝基绝缘部件的散热效果，也能保证绝缘层1有着较高的击穿电压。所述绝缘层1的击穿电压能达到1700-4000V。

优选地，所述烧结采用一次烧结，烧结温度为400-620℃。由于采用流延工艺形成绝缘层1，采用一次烧结即可，生产效率高成本低；通过确定烧结温度，能很好的保证绝缘层1的成型效果。由于采用合金铝基材2，更好的是，烧结温度为500-620℃，最优的是烧结温度为580℃。

优选地，所述玻璃粉与所述合金铝基材2的热膨胀系数的差值小于6×10^-6/℃，能避免烧结时因为生坯和合金铝基材2之间的热膨胀相差太多而无法很好的贴合，保证所制得合金铝基绝缘部件的质量。在一些优选的实施例中，所述陶瓷粉包含氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅中的一种或几种。

在一些优选的实施例中，所述介质浆料按重量份包括：

如前文中所述，优选地，玻璃粉根据基材进行选择，控制两者之间的热膨胀系数的差值小于6×10^-6/℃即可，陶瓷粉则是优选为包含氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅中的一种或几种。

优选地，所述粘结剂为聚丙烯酸酯或聚乙烯醇缩丁醛或两者混合物；所述增塑剂为邻苯酯类增塑剂或聚乙二醇类增塑剂或两者混合物。在一些优选地实施例中，所述溶剂由松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯组成，或者所述溶剂由正丁醇、丙二醇单甲醚和二丙二醇二甲醚组成。当所述溶剂由松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯组成时，所述松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯之间的重量比为(0.5-6):(0.5-5):1；更好的是，所述松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯之间的重量比为(1-2):(0.8-1.8):1；最优为，所述松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯之间的重量比为1.6:1.4:1。当所述溶剂由正丁醇、丙二醇单甲醚和二丙二醇二甲醚组成时，所述正丁醇、丙二醇单甲醚和二丙二醇二甲醚之间的重量比为1:(0.1-7):(0.6-9)；更好的是，所述正丁醇、丙二醇单甲醚和二丙二醇二甲醚之间的重量比为1:(0.5-2):(1-3)；最优为，所述正丁醇、丙二醇单甲醚和二丙二醇二甲醚之间的重量比为1:1.2:1.8。通过确定各组分以及配比，能得到适合应用于流延工艺的介质浆料，保证最终的产品质量。

实施例二

如图2所示，一种合金铝基绝缘部件，包括合金铝基材2和覆盖在合金铝基材2表面的绝缘层1，所述绝缘层1是通过流延工艺制成。可以理解，本实施例中的合金铝基绝缘部件就是采用实施例一中所提供的合金铝基绝缘部件的制造方法所制得。从上文中可知，该合金铝基绝缘部件，由于绝缘层1是通过流延工艺制成，所形成的绝缘层1整体性好且使用寿命长。并且，由于采用流延工艺，在绝缘层1表面光滑致密，不会出现网纹，且绝缘层1侧面坡度小于5°甚至于没有坡度；所述绝缘层1的覆盖率能达到85-100％。在一些优选的实施例中，所述合金铝基绝缘部件的绝缘层1厚度为30-600μm，绝缘层1的击穿电压能达到1700-4000V。

下面提供一些具体的实验组及对比组

实验组1

1)配制介质浆料，其中陶瓷粉选用氧化铝；

2)采用流延工艺制成生坯，生坯厚度为50μm；

3)使用溶剂润湿生坯和合金铝基材表面，然后将两者贴合，生坯覆盖合金铝基板表面积的100％；

4)于隧道炉中一次干燥烧结成型，烧结温度为580℃。

实验组2

该实验组与实验组1的区别在于：生坯厚度为200μm。

实验组3

该实验组与实验组1的区别在于：生坯厚度为400μm。

实验组4

该实验组与实验组1的区别在于：生坯厚度为1000μm。

实验组5

该实验组与实验组1的区别在于：陶瓷粉选用氧化镁。

实验组6

该实验组与实验组1的区别在于：陶瓷粉选用氧化锆。

针对上述实验组1-6，测试所获得产品的绝缘层厚度、绝缘层的击穿电压(60s)，并于显微镜下观察绝缘层。结果见下表：

由上表可知，绝缘层1的击穿电压能达到1700-4000V，并且表面光滑均无网纹。对比实验组1-4可知，随着生坯厚度的增加，绝缘层厚度随之增加，击穿电压也随之提高；对比实验组2、5、6可知，当陶瓷粉选用氧化镁或氧化锆时，相较于陶瓷粉选用氧化铝，绝缘层的击穿电压较低。

此外，提供一采用丝网印刷工艺的对比组：

采用丝网印刷工艺制作合金铝基材绝缘层，印刷完进行烧结，按此循环重复四次。绝缘层覆盖基材表面积的比例为80％，最终厚度为80μm，击穿电压1600V，显微镜下观察有网纹，边界有坡度。

将实验组和对比组进行对比可知，本发明所提供的合金铝基绝缘部件的制造方法，可以一次性完成，生产效率高。并且所制得的合金铝基绝缘部件绝缘层表面光滑致密无网纹，边界无坡度；绝缘层覆盖率能达到100％，其击穿电压能达到1800-4000V。

Claims (10)

1.一种合金铝基绝缘部件的制造方法，包括提供介质浆料和合金铝基材，所述介质浆料包括玻璃粉和陶瓷粉；其特征在于：将所述介质浆料经流延工艺制成生坯，将所述生坯贴覆在所述合金铝基材的表面得到待烧结部件；将所述待烧结部件烧结成型后即得到所需的合金铝基绝缘部件，该合金铝基绝缘部件包括合金铝基材和覆盖在合金铝基材表面的绝缘层。

2.如权利要求1所述的合金铝基绝缘部件的制造方法，其特征在于：所述玻璃粉与所述合金铝基材的热膨胀系数的差值小于6×10^-6/℃。

3.如权利要求1所述的合金铝基绝缘部件的制造方法，其特征在于：所述陶瓷粉包含氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的合金铝基绝缘部件的制造方法，其特征在于：所述生坯的厚度为50-1000μm。

5.如权利要求1-4任一项中所述的合金铝基绝缘部件的制造方法，其特征在于：所述烧结采用一次烧结，烧结温度为400-620℃。

6.一种合金铝基绝缘部件，包括合金铝基材和覆盖在合金铝基材表面的绝缘层，其特征在于：所述绝缘层是通过流延工艺所形成的生坯烧结制得。

7.如权利要求6所述的合金铝基绝缘部件，其特征在于：所述绝缘层表面光滑致密，侧面坡度小于5°。

8.如权利要求6所述的合金铝基绝缘部件，其特征在于：所述绝缘层的覆盖率为85-100％。

9.如权利要求6或7或8所述的合金铝基绝缘部件，其特征在于：所述绝缘层厚度为30-600μm。

10.如权利要求9所述的合金铝基绝缘部件，其特征在于：所述绝缘层的击穿电压为1700-4000V。