CN113284643A - 一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆及其制备方法。一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，由包含以下原料制成：银粉、玻璃粉、所述玻璃粉为ZnO‑B2O3‑SiO2‑Al2O3‑TiO2析晶玻璃体系，所述玻璃粉中TiO2的质量百分比为0.1‑30%；有机粘结剂、外加助剂。一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆的制备方法，按所需质量百分比称取银粉、无机粘结剂、有机粘结剂和外加助剂混合研磨，制得导电银浆。通过本方案制得的银浆制备出的滤波器具有低损耗、高结合力的特性，2515‑2575GHz范围内，测得平均插损0.98db。
Description
技术领域
本申请涉及5G滤波器的领域，更具体地说，它涉及一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆及其制备方法。
背景技术
陶瓷介质滤波器具有体积小、重量轻、损耗小、Q值大等优点，在5G领域的应用占有绝对优势，逐步成为滤波器行业的主流。导电银浆是滤波器金属化所必须的关键材料之一，导电银浆的导电性能以及导电银浆所形成的导电层的致密性对滤波器的性能产生重要的影响。除了滤波器介质以及陶瓷自身的品质因数Q值之外，一致性好、致密性高、附着力大且导电性能好的银电极层是影响滤波器插入损耗的重要方式。
5G陶瓷滤波器金属化银浆主要由银粉、无机粘结剂粉和有机粘合剂组成。高陶瓷结合力、高导电性和低介电损耗是此类银浆的最关键技术指标。理论上，电极层中银对无机粘结剂的比例越高，Q值越好，插损越小，功率承受值越大。但实际应用中，无机粘结剂过少会导致银浆与陶瓷的结合力变差，因此需要平衡电极层中银与粘结剂的比例，从而平衡Q值与结合力。
当前，为保证银层与陶瓷基体间足够的结合力，无机粘结剂（玻璃粉和氧化物）的添加量一般为1%-6%。参照相关文件（CN111292872A，CN109859878A，CN111564234A，CN111312426A，CN112037960A，CN111863312A，CN111968775A，CN111403078A）可知，无机粘结剂主要为Bi3+或者含Bi3+玻璃体系构成。一方面，大量的无机粘结剂添加至导电银浆中，容易导致形成的银层的导电性降低，从而导致器件的损耗增加；另一方面，粘合剂与微波陶瓷基底在界面处发生反应形成结合力的同时，体系中Bi3+容易引起银浆与陶瓷基底粘结处的晶体结构松弛，增大松弛极化损耗，导致高频介质损耗不断增大。
发明内容
为了避免Bi3+引起陶瓷晶体结构松弛，增大松弛极化损耗，导致高频介质损耗不断增大的问题，本申请提供一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆及其制备方法。
本申请提供的一种5G陶瓷介质滤波器导电银浆及其制备方法，采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，采用如下的技术方案：
一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于，由包含以下质量百分比的原料制成：
银粉70-85%；
无机粘结剂：玻璃粉0.4-1%，所述玻璃粉为ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3-TiO2析晶玻璃体系，所述玻璃粉中TiO2的质量百分比为0.1-30%；
有机粘结剂14.2-28%；
外加助剂0.1-2%。
通过采用上述技术方案，银粉作为主料，无机粘结剂用于提高导电银层与陶瓷界面的粘结强度，有机粘结剂用于改变银浆的加工性能。
本方案中采用ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3-TiO2析晶玻璃体系的玻璃粉作为无机粘结剂，玻璃粉中不含Bi3+，避免了微波陶瓷基底在界面处与银浆发生反应形成结合力时Bi3+对银浆与陶瓷基底粘结处的晶体结构的影响，使晶体结构不易松弛，从而减小极化损耗，减小高频介质的损耗。
玻璃粉在熔融状态时，TiO2会析出晶体，析出的TiO2晶体一方面与微波陶瓷中的Ca2+、Mg2+离子反应，提高微波陶瓷与银浆之间的粘结力；另一方面TiO2析晶后形成的微晶玻璃微结构避免了传统玻璃的脆性。故而在无机粘结剂0.4-1%的少添加量的情况下，焊接拉力较好，比现有1-6%的无机粘结剂添加量具有更高的附着力。同时，析晶后的无机粘结相结构稳定，不易因金属化工艺中的多次重烧而引起银电极中的玻璃相过多渗透到基底中，提高了界面的物相稳定性，扩展了烧结的工艺窗口。
可选的，所述玻璃粉中TiO2的质量百分比为5%-20%。
通过采用上述技术方案，ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3-TiO2析晶玻璃体系的中TiO2的含量在该质量百分比范围下，微波陶瓷与银浆的粘结力更高，且极化损耗、高频介质损耗均较小。
可选的，所述玻璃粉为银包覆玻璃粉。
通过上述技术方案，玻璃粉进行银包覆得到银包覆玻璃粉，然后再将其加入至银浆中，银包覆玻璃粉能更充分的与银粉形成均一、稳定的浆料体系，减少浆料在浸银后干燥和烧结过程时玻璃粉的上浮，同时使TiO2析晶颗粒更小，更小的TiO2析晶颗粒可提高与微波陶瓷界面接触面积，从而提高银导电层与基底的附着强度。
可选的，所述银包覆玻璃粉的银层厚度为0.1-1um。
通过上述技术方案，在保证玻璃粉与银浆形成较为均匀的体系的条件下，通过控制银层厚度控制玻璃的析晶颗粒大小，使析晶颗粒合适，从而使析晶颗粒均匀分散在与微波陶瓷粘合的界面，并与微波陶瓷中的Ca2+、Mg2+离子反应，提高微波陶瓷与银浆之间的粘结力。
可选的，所述银粉为球状银粉，所述球状银粉的粒径为0.9-1.8μm，振实密度大于5.0g/cm2。
通过上述技术方案，球状高密度银粉更容易流动，烧结收缩率小，从而容易形成致密的导电银层，提高导电性。
可选的，所述有机粘结剂包括有机树脂、有机溶剂和无机添加剂，且有机树脂、有机溶剂和无机添加剂的重量比为（1-6）:（13-20）：（0.1-1）。
通过上述技术方案，有机粘合剂是一种将有机树脂和各功能高分子助剂溶解在有机溶剂中的高分子溶液，有机载体通过有机溶剂将有机树脂混合溶解后形成。银粉、玻璃粉、无机添加剂均匀分散在有机载体中，使银浆具有一定的流变性，方便银浆的印刷、喷涂或者浸银使用。通过添加无机添加剂，可改变有机载体的性质，如提高流动性、过网性以及表面抗刮性等，从而提高导电银浆的工艺实用性。
可选的，所述有机树脂为乙基纤维素、松香、丙烯酸树脂中的一种或几种。
通过上述技术方案，乙基纤维素、松香或丙烯酸树脂均具有一定的粘合作用，满足本方案中所需的有机树脂。
可选的，所述有机溶剂为二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、醇酯十二、醇酯十六中的一种或几种。
通过上述技术方案，二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、醇酯十二或醇酯十六均可溶解乙基纤维素、松香、丙烯酸树脂，满足本方案中有机溶剂的要求。
可选的，所述无机添加剂为氧化锌、氧化铜、氧化铝、氧化镁、二氧化钛中的一种或几种。
通过上述技术方案，通过添加无机添加剂，无机添加剂具有辅助玻璃的粘结功能，增强银层与陶瓷基底的键合作用。
第二方面，本申请提供一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆的制备方法，采用如下的技术方案：
一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆的制备方法，按所需质量百分比称取银粉、无机粘结剂、有机粘结剂、外加助剂混合后再进行研磨，制得导电银浆。
通过上述技术方案，通过本方案制备出的导电银浆生产出的滤波器具有低损耗、高结合力的特性，在2515-2575GHz范围内，测得平均插损0.98db。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、采用ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3-TiO2析晶玻璃体系的玻璃粉作为无机粘结剂，无Pb2+，绿色环保；无Bi3+，避免Bi3+引起晶体结构松弛，减少了松弛极化损耗，从而减小高频介质损耗。
2、本申请的无机粘结剂具有烧结析晶特性，使制得的银浆与微波陶瓷之间的焊接拉力较大。
3、本申请采用银包覆玻璃粉，提高银导电层与微波陶瓷基底的附着强度。
附图说明
图1是实施例3制备得到的银浆烧结形成的银导电层的扫描电镜图。
图2是实施例8制备得到的银浆烧结形成的银导电层的扫描电镜图。
附图标记：1、玻璃析晶颗粒。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
| 原料名称 | 型号或来源 |
| 银粉 | 球状银粉，粒径为0.9-1.8μm，振实密度大于5.0g/cm<sup>2</sup> |
| 玻璃粉 | 自制，玻璃粉包括如下重量百分比的原料组成ZnO 5-20%；B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 32-45%；SiO<sub>2</sub> 12-25%；Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 5-12%；TiO<sub>2</sub> 0.1-30%，Li<sub>2</sub>O 0-2%。 |
| 乙基纤维素 | N100 |
| 松香 | 广西鼎弘树脂有限公司出售 |
| 丙烯酸树脂 | 美国伊斯曼，SK6401 |
| 有机溶剂 | 可采用二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、醇酯十二、醇酯十六中的一种或几种，实施例中采用二乙二醇乙醚。 |
| 无机添加剂 | 可采用为氧化锌、氧化铜、氧化铝、氧化镁、二氧化钛中的一种或几种，实施例中采用氧化铜、氧化镁，且氧化铜、氧化镁的重量比为1:1。 |
| 外加助剂 | 实施例中采用柠檬酸三丁酯作为增塑剂、聚酰胺蜡作为润滑剂、氢化蓖麻油作为触变剂。 |
制备例
制备例1
有机粘结剂的制备：
称取乙基纤维素4g、二乙二醇乙醚18g、无机添加剂0.6g在80℃下搅拌溶解，溶解时间为240min，制备得到有机粘合剂。
制备例2
有机粘结剂的制备：
与制备例1的区别在于，松香等量替代乙基纤维素。
制备例3
有机粘结剂的制备：
与制备例1的区别在于，丙烯酸树脂等量替代乙基纤维素。
制备例4
玻璃粉的制备：
称取ZnO 1.8g；B2O3 3.4g；SiO2 2.4g；Al2O3 1.1g；TiO2 1.2g，Li2O 0.1g混合均匀后装入铂坩埚，放于1300℃电阻炉中，熔炼30min，再对熔炼得到的玻璃液进行水淬和球磨，制备得到玻璃粉。
制备例5
玻璃粉的制备：
称取ZnO 1.9g；B2O3 4.5g；SiO2 1.4g；Al2O3 1.1g；TiO2 0.4g，Li2O 1g混合均匀后装入铂坩埚，放于1300℃电阻炉中，熔炼30min，再对熔炼得到的玻璃液进行水淬和球磨，制备得到玻璃粉。
制备例6
称取ZnO 0.8g；B2O3 4g；SiO2 2g；Al2O3 0.5g；TiO2 2.6g，Li2O 0.1g混合均匀后装入铂坩埚，放于1300℃电阻炉中，熔炼30min，再对熔炼得到的玻璃液进行水淬和球磨，制备得到玻璃粉。
制备例7
银包覆玻璃粉的制备：
由制备例4得到的玻璃粉通过如下步骤进行镀银：
S1，称取10g玻璃粉、0.2g硝酸银以及20ml乙二醇在超声波条件下搅拌混合均匀，停止超声波，升高温度至80℃反应2h，得到悬浮液，静置沉降，倒出上层清液，并采用去离子水、无水乙醇交替清洗三次，在烘箱60℃温度下烘干得到银包覆玻璃粉，银层的厚度为0.3um。
实施例
实施例1
一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，由包含以下质量的原料制成：
银粉78g；
玻璃粉0.4g，由制备例4得到；
有机粘结剂27.5g，由制备例1得到；
外加助剂0.1g，外加助剂为柠檬酸三丁酯0.033g、聚酰胺蜡0.033g、氢化蓖麻油0.034g的混合物。
一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆的制备方法，按所需质量称取银粉、有机粘结剂、玻璃粉、外加助剂混合研磨，研磨至导细度为8μm，制得导电银浆。
实施例2
一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，由包含以下质量的原料制成：
银粉82g；
玻璃粉1g，由制备例4得到；
有机粘结剂16g，由制备例1得到；
外加助剂1g，外加助剂为柠檬酸三丁酯0.33g、聚酰胺蜡0.33g、氢化蓖麻油0.34g的混合物。
一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆的制备方法，按所需质量称取银粉、有机粘结剂、玻璃粉、外加助剂混合研磨，研磨至细度为8μm，制得导电银浆。
实施例3
一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，由包含以下质量的原料制成：
银粉78g；
玻璃粉0.8g，由制备例4得到；
有机粘结剂19.2g，由制备例1得到；
外加助剂2g，外加助剂为柠檬酸三丁酯0.66g、聚酰胺蜡0.66g、氢化蓖麻油0.68g的混合物。
一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆的制备方法，按所需质量称取银粉、有机粘结剂、玻璃粉、外加助剂混合研磨，研磨至细度为8μm，制得导电银浆。
实施例4
与实施例3的区别在于，有机粘结剂由制备例2得到。
实施例5
与实施例3的区别在于，有机粘结剂由制备例3得到。
实施例6
与实施例3的区别在于，玻璃粉由制备例5得到。
实施例7
与实施例3的区别在于，玻璃粉由制备例6得到。
实施例8
与实施例3的区别在于，由制备例7得到的银包覆玻璃粉等量替代玻璃粉。
对比例1
与实施例3的区别在于，采用CN111863312A专利中的实施例1的焊接剂等量替代玻璃粉。
对比例2
与实施例3的区别在于，采用CN111312426A专利例1中的无机粘结剂等量替代玻璃粉。
对比例3
与对比例1的区别在于，CN111863312A专利中实施例1的焊接剂的添加量为5.4g。
对比例4
与实施例3的区别在于，玻璃粉为1.5g。
对比例5
与实施例3的区别在于，玻璃粉为0.2g。
性能检测试验
将实施例1-8以及对比例1-5制备得到的银浆在微波陶瓷表面烧结形成银导电层，进行如下测试：
对实施例3制备得到的银浆烧结形成的银导电层采用扫描电镜显微镜进行扫描，扫描结果详见图1。
对实施例8制备得到的银浆烧结形成的银导电层采用扫描电镜显微镜进行扫描，扫描结果详见图2。
将浆料做成滤波器采用波谱仪进行微波电性能测试，测其插入损耗，测试结果详见表1。
焊接拉力的测试：参照GBT17473.7-2008《微电子技术用贵金属浆料测试方法》采用拉力试验机对银导电层进行测试，测试结果详见表1。
表1
| 插入损耗db | 焊接拉力N/mm<sup>2</sup> | |
| 实施例1 | 0.96 | 20 |
| 实施例2 | 0.97 | 22 |
| 实施例3 | 0.97 | 26 |
| 实施例4 | 1.01 | 32 |
| 实施例5 | 1.02 | 26 |
| 实施例6 | 0.99 | 19 |
| 实施例7 | 1.02 | 20 |
| 实施例8 | 0.98 | 44 |
| 对比例1 | 1.06 | 36 |
| 对比例2 | 1.04 | 39 |
| 对比例3 | 1.12 | 43 |
| 对比例4 | 0.94 | 12 |
| 对比例5 | 1.03 | 29 |
结合实施例3和实施例4-5并结合表1可以看出，采用松香、丙烯酸树脂替代乙基纤维素使焊接拉力在一定程度增强。
结合实施例3和实施例6-7并结合表1可以看出，当TiO2在玻璃粉中的百分含量发生一定程度的变化时，实验数据中的插入损耗和焊接拉力具有一定程度的拨动，相比较之下，当TiO2在玻璃粉中的含量在12%时，滤波器具有较好的插入损耗和焊接拉力。
结合实施例3和实施例8并结合表1可以看出，采用银包覆玻璃粉，使玻璃析晶颗粒1更小，相同玻璃粉添加的比例情况下，更小的玻璃析晶颗粒1提高了玻璃与微波陶瓷的界面接触面积；同时采用包覆工艺，停留在银层表面的玻璃数量减少，说明包覆工艺可减少了玻璃的上浮，两种因素的综合结果使得银层和陶瓷界面处的其粘结作用的有效析晶玻璃量增加，从而明显提高焊接拉力，达到在玻璃粉添加量为0.8g微量添加状态下，焊接拉力达到44N/mm2。
参照实施例3、实施例8并结合图1和图2进行分析，图1为玻璃粉未进行银包覆制得的银导电层的表面状态，图1可以看出玻璃析晶颗粒1为长条状；图2为银包覆后玻璃粉制出的银导电层的表面状态，可见玻璃析晶颗粒1较小，且位于银层和陶瓷界面处起到粘结作用。因银包覆玻璃粉能更充分的与银粉形成均一、稳定的浆料体系，使玻璃析晶颗粒1更小，提高银浆与微波陶瓷表面的结合力，从而显著提高焊接拉力。
参照实施例3、对比例1、对比例2并结合表1进行分析，CN111863312A以及CN111312426A中的焊接剂、无机粘结剂虽然具有较好的焊接拉力，但是插入损耗较大，Bi3+的存在引起银浆与陶瓷基底粘结处的晶体结构松弛，增大松弛极化损耗，提高了插入损耗。
参照实施例3、实施例8、对比例1、对比例3并结合表1进行分析，当对比例3的焊接拉力与实施例3相近时，对比例3中焊接剂的添加量较大，导致形成的银层的导电性降低，从而导致器件的损耗增加。
结合实施例3、对比例4并结合表1进行分析，当玻璃粉的添加量较小时，插入损耗降低，但焊接拉力也降低，这是导电银浆内无机粘结剂不足的体现。
结合实施例3、对比例5并结合表1进行分析，当玻璃粉添加量增大时，焊接拉力增大幅度较小，插入损耗却明显增大，因而选用0.4-1%含量的玻璃粉较为合适。ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3-TiO2析晶玻璃体系的玻璃粉熔融状态时析出晶体在银导电层中进行粘合，粘结强度高、分散度好，少量玻璃粉可将银导电层覆盖较为均匀，即玻璃粉量达到较为饱和的状态，导致继续加入玻璃粉时，玻璃粉对焊接拉力的提升较小。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于，由包含以下质量百分比的原料制成：
银粉70-85%；
无机粘结剂：玻璃粉0.4-1%，所述玻璃粉为ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3-TiO2析晶玻璃体系，所述玻璃粉中TiO2的质量百分比为0.1-30%；
有机粘结剂14.2-28%；
外加助剂0.1-2%。
2.根据权利要求1所述的一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于：所述玻璃粉中TiO2的质量百分比为5%-20%。
3.根据权利要求1所述的一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于：所述玻璃粉为银包覆玻璃粉。
4.根据权利要求3所述的一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于：所述银包覆玻璃粉的银层厚度为0.1-1um。
5.根据权利要求1所述的一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于：所述银粉为球状银粉，所述球状银粉的粒径为0.9-1.8μm，振实密度大于5.0g/cm2。
6.根据权利要求1所述的一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于：所述有机粘结剂包括有机树脂、有机溶剂和无机添加剂，且有机树脂、有机溶剂和无机添加剂的重量比为（1-6）:（13-20）：（0.1-1）。
7.根据权利要求6所述的一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于：所述有机树脂为乙基纤维素、松香、丙烯酸树脂中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于：所述有机溶剂为二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、松油醇、醇酯十二、醇酯十六中的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的一种低损耗、高结合力微波陶瓷银浆，其特征在于：所述无机添加剂为氧化锌、氧化铜、氧化铝、氧化镁、二氧化钛中的一种或几种。
10.一种权利要求1-9任一项所述的低损耗、高结合力微波陶瓷银浆的制备方法，其特征在于：按所需质量百分比称取银粉、无机粘结剂、有机粘结剂、外加助剂混合研磨，制得导电银浆。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113903495A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-07 | 江苏国瓷泓源光电科技有限公司 | 一种介质陶瓷滤波器用铜浆料及其制备、喷涂成膜方法 |
| CN114188066A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-15 | 苏州市贝特利高分子材料股份有限公司 | 一种高结晶银粉及低成本异质结银浆及其制备方法与应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57143203A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-04 | Taiyo Yuden Kk | Conductive paste for forming conductive layer by baking on porcelain |
| CN102262918A (zh) * | 2011-07-19 | 2011-11-30 | 彩虹集团公司 | 一种印刷电路板用灌孔银浆及其制备方法 |
| CN102768871A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-11-07 | 杭州正银电子材料有限公司 | 晶硅太阳能电池背电极形成用无铅银导电浆料的组成及制备方法 |
| CN104829136A (zh) * | 2014-02-07 | 2015-08-12 | 勤凯科技股份有限公司 | 玻璃混合物、导电膏及多层陶瓷电子元件 |
| CN106631170A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-10 | 邯郸学院 | 一种涂抹型陶瓷表面烧结银浆及其制备方法 |
| WO2017198005A1 (zh) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | 南通天盛新能源股份有限公司 | 一种耐老化的晶体硅太阳能电池用背银浆及其制备方法 |
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57143203A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-04 | Taiyo Yuden Kk | Conductive paste for forming conductive layer by baking on porcelain |
| CN102262918A (zh) * | 2011-07-19 | 2011-11-30 | 彩虹集团公司 | 一种印刷电路板用灌孔银浆及其制备方法 |
| CN102768871A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-11-07 | 杭州正银电子材料有限公司 | 晶硅太阳能电池背电极形成用无铅银导电浆料的组成及制备方法 |
| CN104829136A (zh) * | 2014-02-07 | 2015-08-12 | 勤凯科技股份有限公司 | 玻璃混合物、导电膏及多层陶瓷电子元件 |
| WO2017198005A1 (zh) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | 南通天盛新能源股份有限公司 | 一种耐老化的晶体硅太阳能电池用背银浆及其制备方法 |
| CN106631170A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-10 | 邯郸学院 | 一种涂抹型陶瓷表面烧结银浆及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113903495A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-07 | 江苏国瓷泓源光电科技有限公司 | 一种介质陶瓷滤波器用铜浆料及其制备、喷涂成膜方法 |
| CN114188066A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-15 | 苏州市贝特利高分子材料股份有限公司 | 一种高结晶银粉及低成本异质结银浆及其制备方法与应用 |
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