CN112071465A - 一种包含含镍的合金粉的抗银迁移片式电阻正面电极浆料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗银迁移片式电阻正面电极浆料，包含导电粉末、玻璃粉和有机载体，所述导电粉末包括银粉和含镍的合金粉，所述玻璃粉优选为Ca‑Si‑Al‑B系玻璃粉，所述有机载体优选包含乙基纤维素、磷脂和松油醇。本发明的片式电阻正面电极浆料具有抗银迁移能力，且具有一定耐酸性、耐焊性，并且能够提供优良的印刷性，烧结后的基片无锯齿、溢流现象，特别适用于车用片式电阻。

Description

一种包含含镍的合金粉的抗银迁移片式电阻正面电极浆料

技术领域

本发明属于由金属粉末制造制品领域，具体涉及一种包含含镍的合金粉的抗银迁移片式电阻正面电极浆料。

背景技术

片式电阻器亦称表面贴装电阻器，是适用于表面贴装技术(SMT)的新一代微型电子元件。片式电阻器的主要应用领域是手机、家电、照相机、通信设备、汽车电子、LED等，目前全球的销售量在每月3000亿只，每年还以10％的速度增长。

目前国内几大厂商的车用片式电阻正面电极产品主要是依赖国外产品，国内没有相对应的电子浆料厂商，这严重制约了片式电阻行业的发展，因此对于车用片式电阻正面电极浆料的研发就显得格外迫切和必要。

随着民用电子产品的多功能化、小型化，以及电路板叠层数的增加，片式电阻呈小型化的趋势，贴片电阻尺寸越来越小，不仅印制电路板的线条、图形越来越精细，而且由于表面装配和金属化通孔技术进步，基板从单面板转变为多层布线板，基板上的通孔和过孔数量增加，孔间距也逐渐减小。同时电子元器件经过长期使用后，会发生绝缘不良现象。原因是银镀层、银焊接物以及作为电极使用的金属银会在绝缘物上发生迁移，使电极间的绝缘电阻值降低，最终形成短路，破坏电路系统。因此引起线路间短路的银迁移现象就成为重要的问题。在生产片式电阻时，使用的正面电极浆料，在导体浆料配方设计时，抑制导体浆料的银迁移，就成了车用片式电阻导体浆料生产中的重要控制项目。

片式电阻正面电极浆料是用于制备片式电阻正面电极的电子浆料，包含金属粉末、玻璃粉、有机载体和任选的添加剂。其中，金属粉末是片式电阻正面电极浆料的重要组成部分，片式电阻正面电极浆料中，金属粉末的含量通常为65wt％～75wt％。因此，金属粉末很大程度上决定了片式电阻正面电极的性能。

目前，片式电阻正面电极浆料中的金属粉末主要是银粉，然而银是所有可能发生迁移的金属中最易发生迁移、且迁移速率最高的金属，所以有“银迁移”之称谓。所谓银迁移即在适宜的条件下，银从初始位置发生移动至对极区域内再沉积的过程。根据迁移条件的不同，银的迁移分为电迁移和离子迁移。

银迁移现象是银导体浆料领域里一直存在的现象，一旦发生，会导致电阻、电容、电感等元器件短路、断路失效，进而导致整机的失效。因此，研发一款抗银迁移的产品是十分关注的问题。

发明内容

为了解决现有的片式电阻正面电极存在的银迁移严重的问题，本发明对片式电阻正面电极浆料中的金属粉末进行了优化，提供了一种包含含镍的合金粉的抗银迁移片式电阻正面电极浆料。本发明发现，在片式电阻正面电极浆料中加入含镍的合金粉，可以有效地抑制烧结后制备得到的片式电阻正面电极的银迁移现象。

具体而言，本发明提供一种片式电阻正面电极浆料，所述片式电阻正面电极浆料包括导电粉末、玻璃粉和有机载体，所述导电粉末包括银粉和含镍的合金粉。

在一个或多个实施方案中，所述含镍的合金粉选自镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种。

在一个或多个实施方案中，所述含镍的合金粉占导电粉末总重量的5wt％～10wt％。

在一个或多个实施方案中，银粉占所述导电粉末总重量的90wt％～95wt％。

在一个或多个实施方案中，所述含镍的合金粉占导电粉末总重量的5wt％～6wt％。

在一个或多个实施方案中，银粉占所述导电粉末总重量的94wt％～95wt％。

在一个或多个实施方案中，所述含镍的合金粉包括镍铬合金粉和铜镍合金粉，且镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比不超过1：1。

在一个或多个实施方案中，所述含镍的合金粉为铜镍合金粉。

在一个或多个实施方案中，所述含镍的合金粉包括镍铬合金粉和铜镍合金粉，且镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比在1：3到1：1之间。

在一个或多个实施方案中，所述导电粉末由银粉和选自镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种组成。

在一个或多个实施方案中，以所述片式电阻正面电极浆料的总质量计，所述片式电阻正面电极浆料中，导电粉末的含量为65wt％～75wt％，玻璃粉的含量为1wt％～7wt％，有机载体的含量为21wt％～31wt％。

在一个或多个实施方案中，以所述片式电阻正面电极浆料的总质量计，所述片式电阻正面电极浆料具有以下一项或多项特征：

(1)导电粉末的含量为70wt％～75wt％；

(2)玻璃粉的含量为2wt％～7wt％；和

(3)有机载体的含量为21wt％～28wt％。

在一个或多个实施方案中，以所述片式电阻正面电极浆料的总质量计，所述片式电阻正面电极浆料具有以下一项或多项特征：

(1)导电粉末的含量为70wt％～72wt％；

(2)玻璃粉的含量为4wt％～5wt％；和

(3)有机载体的含量为24wt％～26wt％。

在一个或多个实施方案中，所述玻璃粉为Ca-Si-Al-B系玻璃粉。

在一个或多个实施方案中，以玻璃粉原料总质量计，所述玻璃粉的原料包括13wt％～15wt％的氧化铝、11wt％～13wt％的氧化锌、23wt％～28wt％的氧化硅、40wt％～41wt％的氧化钙和7wt％～9wt％的氧化硼。

在一个或多个实施方案中，以所述有机载体总质量计，所述有机载体包括4wt％～16wt％的树脂、80wt％～96wt％的有机溶剂和任选的不超过4wt％的有机添加剂。

在一个或多个实施方案中，所述树脂选自松香树脂、乙基纤维素和甲基纤维素中的一种或多种。

在一个或多个实施方案中，所述有机溶剂选自脂类溶剂、醇类溶剂或醚类溶剂中的一种或多种。

在一个或多个实施方案中，以所述有机载体总质量计，所述有机载体包括10±0.2wt％的乙基纤维素N4、3±0.2wt％的磷脂和87±0.2wt％的松油醇。

本发明还提供采用本文任一实施方案所述的片式电阻正面电极浆料制备得到的片式电阻。

本发明还提供镍铬合金粉和/或铜镍合金粉在制备抗银迁移性提升的片式电阻正面电极浆料或片式电阻正面电极中的应用；优选的镍铬合金粉和铜镍合金粉的配比和在浆料中的用量如本文任一实施方案所述。

本文还提供本文任一实施方案所述的玻璃粉在制备耐酸性和/或耐焊性提升的片式电阻正面电极浆料或片式电阻正面电极中的应用；优选的玻璃粉的原料组成、配比和在浆料中的用量如本文任一实施方案所述。

本文还提供本文任一实施方案所述的有机载体在制备锯齿和/或溢流现象改善的片式电阻正面电极浆料或片式电阻正面电极中的应用；优选的有机载体的组成、配比和在浆料中的用量如本文任一实施方案所述。

附图说明

图1为实施例1和实施例4中用于银迁移测试的基片上印刷的图形和测试方式示意图，其中，电极尺寸为：长4mm×宽2mm。

图2为实施例2-4中用于测试方阻、耐酸性、耐焊性以及观察锯齿、溢流的基片上印刷的图形示意图；附图标记说明如下：1为2mm×2mm图案；2为60mm×0.6mm图案。

具体实施方式

为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。

本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。

本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。

本文中，“包括”、“包含”、“含有”或类似的用语涵盖了“由……组成”的含义。

本文中，若无特别说明，比例是指质量比，百分含量是指质量百分含量。

本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。

电子浆料是一种由固体粉末和有机载体经过三辊轧制混合均匀的膏状物，是制造电子元件的关键材料。片式电阻正面电极浆料是用于制备片式电阻正面电极的电子浆料，包含导电粉末(金属粉末)、玻璃粉、有机载体和任选的添加剂。片式电阻正面电极浆料通常是银导体浆料，其所含的导电粉末是银粉，在制备成片式电阻正面电极后，银容易发生电极，造成线路间短路。本发明提供的片式电阻正面电极浆料的导电粉末包括银粉和含镍的合金粉，显著地抑制了银迁移现象，有效地提升了片式电阻正面电极的稳定性。

导电粉末

本发明的片式电阻正面电极浆料中使用的导电粉末包含选自银粉和含镍的合金粉，或由银粉和含镍的合金粉组成。以片式电阻正面电极浆料的总质量计，片式电阻正面电极浆料中，导电粉末的含量通常为65wt％～75wt％。

本发明中使用的导电粉末包含银粉。银粉具有低电阻率和良好烧结活性。片式电阻正面电极浆料中，银粉的质量通常为导电粉末总质量的85wt％～95wt％。本发明的导电粉末包含银粉中，银粉的质量优选为导电粉末总质量的90wt％～95wt％，更优选为导电粉末总质量的94wt％～95wt％。

片式电阻正面电极在潮湿的环境下，银会通过水进行迁移，从而导致片式电阻正面电极阻值增大，使电极间的绝缘电阻值降低，最终形成短路，破坏电路系统。本发明发现，在导电粉末中包括适量的含镍的合金粉，例如镍铬合金粉和/或铜镍合金粉，能够在烧结后银的表面形成一个阻挡层，防止水的侵蚀，减少银与水接触的概率，从而来抑制银离子的迁移。本发明发现，在导电粉末中加入占导电粉末总重量的5wt％～10wt％、例如5wt％～8.5wt％、特别是5wt％～6wt％的含镍的合金粉，能够显著抑制银迁移。在一些实施方案中，导电粉末中，含镍的合金粉与银粉的质量比在3：71到7：67之间，优选在3.5：70.5到4.5：69.5之间。

适用于本发明的含镍的合金粉例如可以是选自镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种。因此，本发明的片式电阻正面电极浆料中，含镍的合金粉可以包括镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种。在一些实施方案中，本发明的片式电阻正面电极浆料中，含镍的合金粉为镍铬合金粉或铜镍合金粉。在另一些实施方案中，本发明的片式电阻正面电极浆料中，含镍的合金粉包括镍铬合金粉和铜镍合金粉两者。

本发明发现，当镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比不超过1：1、更优选在1：3到1：1之间时，能够更显著地提升烧结后的电极的抗银迁移性能，在潮湿环境中电极之间发生短路的时间相比纯银浆料能够延长3倍以上、甚至10倍左右。因此，在优选的实施方案中，本发明的片式电阻正面电极浆料中，镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比不超过1：1、更优选在1：3到1：1之间。可以理解的是，本文中，当未明确片式电阻正面电极浆料是否同时含有镍铬合金粉和铜镍合金粉时，所述“镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比不超过1：1”包括两种情形：(1)片式电阻正面电极浆料含有铜镍合金粉而不含镍铬合金粉；和(2)片式电阻正面电极浆料含有镍铬合金粉和铜镍合金粉两者，且镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比不超过1：1。

在一些优选的实施方案中，本发明的片式电阻正面电极浆料中，以导电粉末总质量计，导电粉末包括94wt％～95wt％的银粉和5wt％～6wt％的含镍的合金粉，或由94wt％～95wt％的银粉和5wt％～6wt％的含镍的合金粉组成；优选地，含镍的合金粉选自镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种；优选地，镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比不超过1：1、更优选在1：3到1：1之间。在一些实施方案中，导电粉末由银粉和含镍的合金粉组成，含镍的合金粉与银粉的质量比在3.5：70.5到4.5：69.5之间、例如4：70左右，含镍的合金粉选自镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种，镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比不超过1：1，优选镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比在1：3到1：1之间。

玻璃粉

适用于本发明的玻璃粉优选为Ca-Si-Al-B系玻璃粉，即玻璃粉的原料包含CaO、SiO₂、Al₂O₃和B₂O₃。在一些实施方案中，本发明中使用的玻璃粉的原料包含CaO、Al₂O₃、SiO₂、ZnO和B₂O₃，或由CaO、Al₂O₃、SiO₂、ZnO和B₂O₃组成。以玻璃粉原料总重量计，CaO的重量百分含量优选为30wt％～60wt％，更优选为30wt％～50wt％。以玻璃粉总重量计，Al₂O₃的重量百分含量优选为10wt％～25wt％，更优选为10wt％～20wt％。以玻璃粉总重量计，ZnO的重量百分含量优选为10wt％～25wt％，更优选为10wt％～20wt％。以玻璃粉总重量计，SiO₂的重量百分含量优选为18wt％～30wt％。以玻璃粉总重量计，B₂O₃的重量百分含量优选为3wt％～10wt％。以片式电阻正面电极浆料的总质量计，片式电阻正面电极浆料中，玻璃粉的含量通常为1wt％～7wt％。

本发明发现使用合适质量配比的氧化铝、氧化锌、氧化硅、氧化钙和氧化硼作为玻璃粉原料制备玻璃粉，将该玻璃粉用于制备片式电阻正面电极浆料，能够提高正面电极的耐酸性和耐焊性。具体而言，本发明发现，以玻璃粉原料总质量计，当玻璃粉的原料包括13wt％～15wt％的氧化铝、11wt％～13wt％的氧化锌、23wt％～28wt％的氧化硅、40wt％～41wt％的氧化钙和7wt％～9wt％(例如8±0.5wt％、8wt％左右等)的氧化硼，或由上述重量百分含量的各成分组成时，制备得到的玻璃粉能够使得最终的电极兼具优异的耐酸性和耐焊性。耐酸性的提高主要是由于玻璃粉在850℃左右熔融后，与氧化铝基板紧密结合，同时玻璃粉在熔融后具有合适的表面张力，使得玻璃熔融后与银层结合较好，从而提高耐酸性。耐焊性的提高主要是由于玻璃粉在850℃左右熔融后，形成的结晶体穿插于银层中，在焊锡侵蚀银层时，对焊锡液起到了增大表面张力的作用，降低焊锡液在银层表面的铺展程度，从而达到保护银层不被焊锡侵蚀的目的。

因此，在优选的实施方案中，以玻璃粉原料总质量计，本发明的玻璃粉的原料包括13wt％～15wt％的氧化铝、11wt％～13wt％的氧化锌、23wt％～28wt％的氧化硅、40wt％～41wt％的氧化钙和7wt％～9wt％的氧化硼，或由13wt％～15wt％的氧化铝、11wt％～13wt％的氧化锌、23wt％～28wt％的氧化硅、40wt％～41wt％的氧化钙和7wt％～9wt％(例如8±0.5wt％、8wt％左右等)的氧化硼组成。在这类优选的玻璃粉中，原料中的氧化铝可以形成稳定的玻璃体系，提高耐酸性；原料中的氧化锌为网络体外氧化物，形成锌氧四面体；原料中的氧化硅在烧结后，形成针状结晶体，提高耐焊性；原料中的氧化钙为网络体外氧化物，为玻璃形成的稳定剂；原料中的氧化硼形成硼氧三角体和硼氧四面体，提高玻璃粘度。本发明发现，通过在原料中搭配优选含量的氧化铝、氧化锌、氧化硅、氧化钙和氧化硼，能够使得制备得到的玻璃粉形成合适的玻璃体系，将该玻璃粉用于制备浆料，烧结得到的电极兼具优异的耐酸性和耐焊性。

本发明中使用的玻璃粉可以是市售可得的常用于片式电阻正面电极浆料的玻璃粉，例如Ca-Si-Al-B系玻璃粉；也可以由本文所述的玻璃粉原料混合均匀后经过高温熔炼得到，高温熔炼的温度可以是制备玻璃粉时常规的温度，也可以是本发明中采用的1000-1200℃，例如1100±50℃。

有机载体

电子浆料中的有机载体，主要是把导电粉末和玻璃粉很好的混合在一起，然后通过丝网印刷工序，覆盖在氧化铝基板上，再通过烧结工序，实现导电粉末、玻璃粉和基板的结合。片式电阻正面电极浆料中使用的有机载体通常包括树脂(也可称为增稠剂)、有机溶剂和任选的有机添加剂。以片式电阻正面电极浆料的总质量计，片式电阻正面电极浆料中，有机载体的含量通常为21wt％～31wt％。

有机载体中的溶剂通常是比较粘稠的有机液体，其分子中通常含有极性基团，从而能够溶解纤维素之类的增稠剂，且通常具有较高的沸点，在常温下不易挥发。适用于本发明的有机溶剂可以是常用于片式电阻正面电极浆料的有机溶剂，包括脂类溶剂、醇类溶剂和醚类溶剂，例如可以是松油醇、丁基卡必醇(BC)、乙酸二甘醇单丁基醚(BCA)、醇脂十二(CS-12)中的一种或多种，优选选自脂类溶剂和醇类溶剂。有机载体中有机溶剂的含量通常为有机载体总重的80wt％～96wt％，优选为85wt％～90wt％。

有机载体中的树脂用于使浆料具有一定的粘稠度。适用于本发明的树脂可以是常用于片式电阻正面电极浆料的树脂，优选选自松香树脂、乙基纤维素和甲基纤维素中的一种或几种，更优选选自松香树脂和乙基纤维素。有机载体中树脂的含量通常为有机载体总重的4wt％～16wt％，优选为7wt％～13wt％。

根据需要还可以在浆料中添加触变剂、流平剂等有机添加剂(助剂)，使浆料具有更好的流变特性。常见的有机添加剂例如包括磷脂等。有机载体中有机添加剂的含量通常不超过有机载体总重的4wt％；当含有时，为了更好地发挥有机添加剂的作用，有机添加剂的含量优选为有机载体总重的1wt％～4wt％，例如2.5wt％～3.5wt％。

本发明发现，当有机载体包括占有机载体总质量87wt％左右的松油醇、10wt％左右的乙基纤维素N4(美国亚士兰牌号为N-4的乙基纤维素)和3wt％左右的磷脂时，由该有机载体制备得到的浆料在烧结成电极后不会出现锯齿和溢流现场。因此，在优选的实施方案中，以有机载体总质量计，本发明使用的有机载体包括以下成分或由以下成分组成：87±0.2wt％、优选87±0.1wt％的松油醇，10±0.2wt％、优选10±0.1wt％的乙基纤维素N4，和3±0.2wt％、优选3±0.1wt％的磷脂。

无机添加剂

片式电阻正面电极浆料中还可任选地包括适量的无机添加剂，主要是金属氧化物，例如MgO、ZnO、ZrO₂、Na₂O和SnO中的一种或者多种。金属氧化物主要是和玻璃粉在烧结过程中形成某种特定的玻璃结构，进一步提高正面电极浆料的性能。当含有时，以片式电阻正面电极浆料的总质量计，片式电阻正面电极浆料中，无机添加剂的含量通常不超过3wt％，例如可以是1wt％～3wt％。

片式电阻正面电极浆料

本发明中，片式电阻正面电极浆料的制备方法可以是常规的制备电子浆料的方法，通常是将导电粉末、玻璃粉分散在通过混合树脂、有机溶剂与任选的有机添加剂而获得的有机载体中，用三辊机辊轧，从而制备具有流体性质浆料。

本发明的片式电阻正面电极浆料的特点之一在于导电粉末包括银粉和选自镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种，因此烧结后的电极具有优异的抗银迁移性能。片式电阻正面电极浆料中，以片式电阻正面电极浆料的总质量计，导电粉末的含量通常为65wt％～75wt％。在本发明的较佳的实施方案中，以片式电阻正面电极浆料的总质量计，片式电阻正面电极浆料中，导电粉末的含量优选为70wt％～75wt％、更优选为70wt％～72wt％。本发明的片式电阻正面电极浆料中，银粉、镍铬合金粉和铜镍合金粉各自优选的用量如本文任一实施方案所述。

在一些优选的实施方案中，本发明的片式电阻正面电极浆料中使用的玻璃粉的原料包括以下成分或由以下成分组成：13wt％～15wt％的氧化铝、11wt％～13wt％的氧化锌、23wt％～28wt％的氧化硅、40wt％～41wt％的氧化钙和7wt％～9wt％的氧化硼，使用这类玻璃粉的浆料烧结后的电极兼具优异的耐酸性和耐碱性。片式电阻正面电极浆料中，以片式电阻正面电极浆料的总质量计，玻璃粉的含量通常为1wt％～7wt％。在本发明的较佳的实施方案中，以片式电阻正面电极浆料的总质量计，片式电阻正面电极浆料中，玻璃粉的含量优选为2wt％～7wt％、更优选为4wt％～7wt％、更优选为4wt％～5wt％。

在一些优选的实施方案中，本发明的片式电阻正面电极浆料中使用的有机载体包括以下成分或由以下成分组成：87±0.2wt％、优选87±0.1wt％的松油醇，10±0.2wt％、优选10±0.1wt％的乙基纤维素N4，和3±0.2wt％、优选3±0.1wt％的磷脂，使用这类有机载体的浆料烧结后的电极不会出现锯齿和溢流现象。片式电阻正面电极浆料中，以片式电阻正面电极浆料的总质量计，有机载体的含量通常为21wt％～31wt％。在本发明的较佳的实施方案中，以片式电阻正面电极浆料的总质量计，片式电阻正面电极浆料中，有机载体的含量优选为21wt％～28wt％、更优选为21wt％～26wt％、更优选为24wt％～26wt％。

在一些优选的实施方案中，以片式电阻正面电极浆料的总质量计，本发明的片式电阻正面电极浆料包含以下成分或由以下成分组成：70wt％～75wt％、优选为70wt％～72wt％的导电粉末，2wt％～7wt％、优选为4wt％～7wt％、更优选为4wt％～5wt％的玻璃粉，和21wt％～28wt％、优选为21wt％～26wt％、更优选为24wt％～26wt％的有机载体，其中，以导电粉末总质量计，导电粉末包括94wt％～95wt％的银粉和5wt％～6wt％的镍铬合金粉和/或铜镍合金粉，或由94wt％～95wt％的银粉和5wt％～6wt％的镍铬合金粉和/或铜镍合金粉组成，镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比优选不超过1：1、更优选在1：3到1：1之间；优选地，玻璃粉的原料包括以下成分或由以下成分组成：13wt％～15wt％的氧化铝、11wt％～13wt％的氧化锌、23wt％～28wt％的氧化硅、40wt％～41wt％的氧化钙和7wt％～9wt％的氧化硼；优选地，有机载体包括以下成分或由以下成分组成：87±0.2wt％、优选87±0.1wt％的松油醇，10±0.2wt％、优选10±0.1wt％的乙基纤维素N4，和3±0.2wt％、优选3±0.1wt％的磷脂。

片式电阻正面电极

本发明中，片式电阻正面电极的制备方法可以是本领域常规的，通常包括使用片式电阻正面电极浆料进行丝网印刷、干燥、烧结，得到片式电阻正面电极。在一些实施方案中，制备片式电阻正面电极的方法包括：将片式电阻正面电极浆料通过丝网印刷印到的基板上，在150±10℃下干燥8～12分钟、例如10分钟左右，然后在带式烧结炉中以120±10mm/min的速度、在850±20℃下进行烧结，峰值温度下烧结8～12分钟、例如10分钟左右，总烧结时间为40～50分钟、例如45分钟左右，得到基片。

本发明通过以下实施例进行全面的说明，但是这些实施例仅用于对本发明进行说明，并不旨在限制本发明的范围。本发明的保护范围仅由权利要求限定，本领域技术人员在本发明公开的实施方式的基础上所做的任何省略、替换或修改都将落入本发明的保护范围。

下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。

下列实施例中使用以下原料：

银粉采用中科铜都的3号粉，平均粒径0.8μm；

镍铬合金粉采用成都大光热喷涂材料有限公司DG.NiCr，平均粒径5μm；

铜镍合金粉采用江苏博迁新材料股份有限公司GB1001，平均粒径3.5μm；

氧化铝采用河北恒博新材料科技股份有限公司，纳米级氧化铝粉，平均粒径900纳米；

氧化锌采用西陇化工，试药级，平均粒径2.5μm；

氧化硅采用河北恒博新材料科技股份有限公司，球形硅微粉，平均粒径2μm；

氧化钙采用廊坊鹏彩精细化工有限公司试药级，平均粒径4μm；

氧化硼采用上海先芯新材料科技有限公司牌号YGB-3，平均粒径3.5μm；

磷脂采用安徽元创科技有限公司大豆浓缩磷脂；

松油醇采用上海攀化实业有限公司。

实施例1

本实施例制备浆料1-6、将浆料印刷到氧化铝基板上烧制成基片并进行银迁移测试。

按照表1所列配方，将浆料的原料混合均匀，用三辊轧机辊轧，得到浆料1-6。表1中，使用的Ca-Si-Al-B玻璃粉为实施例2中的玻璃粉6，由包含13wt％的氧化铝、11wt％的氧化锌、28wt％的氧化硅、40wt％的氧化钙和8wt％的氧化硼的原料混合均匀后在1100℃高温熔炼得到。

将制得的浆料1-6通过丝网印刷印到96％的氧化铝基板上(25mm长×25mm宽×1mm厚)，印刷图形如图1所示，电极长4mm、宽2mm，两电极之间距离1mm；在150℃下干燥10分钟，然后在带式烧结炉中以120mm/min的速度、在850℃下进行烧结，峰值温度下烧结10分钟，总烧结时间为45分钟，得到基片。对基片进行银迁移测试，测试方式如图1所示。银迁移测试是将得到的基片在相距1mm的电极之间滴上去离子水，60V直流电压，观察并记录导通时间。结果示于表2中。

表1：浆料1-6的配方(单位：重量百分含量(％))

表2：由浆料1-6制得的基片的银迁移测试结果

	浆料1	浆料2	浆料3	浆料4	浆料5	浆料6
							时间(s)	60	200	100	400	500	600

实施例2

按照表3所列的玻璃粉配方，将玻璃粉的原料混合均匀，然后在1100℃高温熔炼，得到玻璃粉1-6。

分别将玻璃粉1-6、对比玻璃粉(旭硝子，牌号AGC1370)与银粉和有机载体按照5wt％玻璃粉、70wt％银粉和25wt％有机载体的配比混合均匀，用三辊轧机辊轧，得到浆料7-13；其中，有机载体为实施例3中的有机载体6，由10wt％的乙基纤维素N4、3wt％的磷脂和87wt％的松油醇组成。

将制得的浆料7-13通过丝网印刷印到96％的氧化铝基板上(25mm长×25mm宽×1mm厚)，印刷图形如图2所示，在150℃下干燥10分钟，然后在带式烧结炉中以120mm/min的速度、在850℃下进行烧结，峰值温度下烧结10分钟，总烧结时间为45分钟，得到基片。对基片进行耐酸性测试和耐焊性测试。耐酸性测试是将得到的基片在5％H₂SO₄溶液中浸泡1小时后，自来水冲洗、干燥，用透明胶带撕拉看有无脱落。耐焊性测试是将得到的基片在260±5℃的条件下，无铅焊锡浸入30秒，测试阻值，看是否小于10Ω/□，阻值越小表示耐焊性越好。结果示于表4中。

表3：玻璃粉1-6的配方(单位：重量百分含量(％))

材料名称	玻璃粉1	玻璃粉2	玻璃粉3	玻璃粉4	玻璃粉5	玻璃粉6
							氧化铝	12	15	16	16	15	13
氧化锌	14	15	13	17	13	11
							氧化硅	21	20	25	25	23	28
氧化钙	45	41	40	38	41	40
							氧化硼	8	9	6	4	8	8
合计	100	100	100	100	100	100

表4：由浆料7-12制得的基片的耐酸性测试和耐焊性测试结果

实施例3

本实施例按照表5所列的有机载体配方，将有机载体的各组分混合均匀，得到有机载体1-7。

分别将有机载体1-7与实施例2中的玻璃粉6和银粉按照27wt％有机载体、3wt％玻璃粉和70wt％银粉的配比混合均匀，用三辊轧机辊轧，得到浆料14-20。

将制得的浆料14-20通过丝网印刷印到96％的氧化铝基板上(25mm长×25mm宽×1mm厚)，印刷图形如图2所示，在150℃下干燥10分钟，然后在带式烧结炉中以120mm/min的速度、在850℃下进行烧结，峰值温度下烧结10分钟，总烧结时间为45分钟，得到基片。对基片进行金相显微镜观察。将烧结后的照片放在金相显微镜下，放大100倍，看有无锯齿现象，有无溢流现象。结果示于表6中。

观察结果显示，浆料14既有锯齿又有溢流，主要是由于溶剂太多；浆料15锯齿严重，无溢流，溶剂减少，树脂增加；浆料16没有锯齿，有溢流，主要是添加剂太多，造成溢流增加；浆料17无锯齿，有溢流，主要是树脂过多，造成溢流增加；浆料18基本接近性能要求，但有轻微锯齿，这是由于树脂含量过高，导致浆料流变性变差；浆料19很好地达到了印刷性能要求。

表5：有机载体1-7的配方(单位：重量百分含量(％))

表6：由浆料16-21制得的基片的金相显微镜观察结果

性能

浆料14

浆料15

浆料16

浆料17

浆料18

浆料19

浆料20

锯齿

严重

严重

无

无

轻微

无

严重

溢流

有

无

有

有

无

无

有

实施例4

本实施例使用表7所列的材料配制浆料，表7中，导电粉末为实施例1中的浆料6中的导电粉末，即质量比为70：2：2的银粉、镍铬合金粉和铜镍合金粉；玻璃粉为实施例2中的玻璃粉6；有机载体为实施例4中的有机载体6，按照表7所示的比例将导电粉末、玻璃粉和有机载体混合均匀，用三辊轧机辊轧，得到浆料21-26。

将制得的浆料21-26通过丝网印刷印到96％的氧化铝基板上(25mm长×25mm宽×1mm厚)，图形如图2所示，在150℃下干燥10分钟，然后在带式烧结炉中以120mm/min的速度、在850℃下进行烧结，峰值温度下烧结10分钟，总烧结时间为45分钟，得到基片。对基片进行方阻、耐酸性、耐焊性测试以及观察锯齿、溢流，结果示于表8中；其中，方阻采用阻值测试仪，测试图2中60mm×0.6mm的图案；初始附着力的测试，首先将铜制引线采用焊接的方法，焊接在图2中2mm×2mm的方块上，然后用拉力测试仪进行拉力测试；耐酸性测试是将得到的基片在5％H₂SO₄溶液浸泡1小时后，自来水冲洗、干燥，用透明胶带撕拉看有无脱落；耐焊性测试是将得到的基片在260±5℃的条件下，无铅焊锡浸入30秒，测试阻值，看是否小于10Ω/□，阻值越小表示耐焊性越好；锯齿、溢流是将烧结后的照片放在金相显微镜下，放大100倍，看有无锯齿现象，有无溢流现象。

将制得的浆料21-26通过丝网印刷印到96％的氧化铝基板上(25mm长×25mm宽×1mm厚)，图形如图1所示，在150℃下干燥10分钟，然后在带式烧结炉中以120mm/min的速度、在850℃下进行烧结，峰值温度下烧结10分钟，总烧结时间为45分钟，得到基片。对基片进行银迁移测试，测试方式如图1所示。银迁移测试是将得到的基片在相距1mm的电极之间滴上去离子水，60V直流电压，观察并记录导通时间。结果示于表8中。

表8中，浆料21-26各项性能均较好；其中，浆料21、浆料22由于导体粉末含量较少，导致方阻相对较高；浆料23由于玻璃粉含量较少，导致耐焊性测试阻值相对较高；浆料25导体粉末含量较高，成本较高；浆料26导体粉末含量不高，成本较低。

表7：浆料21-26的配方

表8：由浆料21-26制得的基片的性能检测结果

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种片式电阻正面电极浆料，其特征在于，所述片式电阻正面电极浆料包括导电粉末、玻璃粉和有机载体，所述导电粉末包括银粉和含镍的合金粉。

2.如权利要求1所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，所述含镍的合金粉选自镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，所述含镍的合金粉占导电粉末总重量的5wt％～10wt％；和/或银粉占所述导电粉末总重量的90wt％～95wt％。

4.如权利要求1所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，所述含镍的合金粉占导电粉末总重量的5wt％～6wt％；和/或银粉占所述导电粉末总重量的94wt％～95wt％。

5.如权利要求1所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，所述含镍的合金粉包括镍铬合金粉和铜镍合金粉，且镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比不超过1：1，或所述含镍的合金粉为铜镍合金粉。

6.如权利要求1所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，所述含镍的合金粉包括镍铬合金粉和铜镍合金粉，且镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比在1：3到1：1之间。

7.如权利要求1-6中任一项所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，以所述片式电阻正面电极浆料的总质量计，所述片式电阻正面电极浆料中，导电粉末的含量为65wt％～75wt％，玻璃粉的含量为1wt％～7wt％，有机载体的含量为21wt％～31wt％。

8.如权利要求7所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，以所述片式电阻正面电极浆料的总质量计，所述片式电阻正面电极浆料具有以下一项或多项特征：

(1)导电粉末的含量为70wt％～75wt％；

(2)玻璃粉的含量为2wt％～7wt％；和

(3)有机载体的含量为21wt％～28wt％。

9.如权利要求1所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，所述玻璃粉为Ca-Si-Al-B系玻璃粉。

10.如权利要求1所述的片式电阻正面电极浆料，其特征在于，以玻璃粉原料总质量计，所述玻璃粉的原料包括13wt％～15wt％的氧化铝、11wt％～13wt％的氧化锌、23wt％～28wt％的氧化硅、40wt％～41wt％的氧化钙和7wt％～9wt％的氧化硼。

11.采用权利要求1-10中任一项所述的片式电阻正面电极浆料制备得到的片式电阻。

12.含镍的合金粉在制备抗银迁移性提升的片式电阻正面电极浆料或片式电阻正面电极中的应用。

13.如权利要求12所述的应用，其特征在于，所述含镍的合金粉选自镍铬合金粉和铜镍合金粉中的一种或两种。

14.如权利要求13所述的应用，其特征在于，所述含镍的合金粉包括镍铬合金粉和铜镍合金粉，镍铬合金粉和铜镍合金粉的质量比在1：3到1：1之间。

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