CN113345622B - 一种陶瓷基材rfid专用高温烧结银浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆及其制备方法，将有机溶剂按照原料配方进行混合后待用；将有机载体按配比溶于有机溶剂中，搅拌形成一种粘性液体；将所获得的粘性液体与银粉以及玻璃粉在80‑90℃恒温水浴中使用搅拌机充分搅拌混合10小时即可制成高温烧结导电银浆。本发明通过对导电银浆的成分组成进行优化设计，特别是引入无铅低温溶融玻璃粉，显著提升了银浆的导电性能，以及提高陶瓷基材RFID的熔点，增加陶瓷基材RFID的使用寿命，且匹配范围宽，导电性好，附着力高，烧结致密度高，能耐多次印刷烧结的高温热冲击性能好，介电性能优良。

Description

一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆及其制备方法
技术领域
本发明属于导电银浆生产技术领域，特别涉及一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆及其制备方法。
背景技术
陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。因此，陶瓷基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料。
银浆是提供制作银电极的浆料。它由银或其化合物、助熔剂、粘合剂和稀释剂配制而成。按银的存在形式，可分为氧化银浆、碳酸银浆、分子 银浆;按烧银温度，可分为高温银浆和低温银浆；按覆涂方法，则分印刷银浆、喷涂银浆等。
而现有已知银浆技术主要应用于一般陶瓷，如氧化铝、氧化锌、氮化铝等基材，或应用与Ca-Mg-Si-Al2O3等材质上，但基材的致密度低，后续性能只要求结合力好，外观正常即可，并没有对介质性能、多次热冲击以及高致密度提出要求，导电性能较差。
因此，发明一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆及其制备方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆，包括以下组分：
有机溶剂 10-15%
有机载体 0.5-1.5%
玻璃粉 5-15%
银粉 75-85%。
进一步的，所述玻璃粉采用无铅低温溶融玻璃粉，软化温度300℃-800℃，粉体粒径100nm-1um。
进一步的，所述玻璃粉以重量百分含量计，包括以下组分：二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡0-12%和二氧化锆0-12%，所述二氧化锡和二氧化锆的总配比为0-12%。
进一步的，所述有机溶剂以重量百分含量计，包括以下组分：松油醇55-65%、丁基卡必醇20-30%和丁基卡必醇醋酸酯10-20%。
进一步的，所述有机载体为乙基纤维素。
进一步的，所述银粉为片状银粉，且平均粒径为100*2um-100*5um。
本发明还提供一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将有机溶剂按照原料配方进行混合后待用；
S2：将有机载体按配比溶于步骤S1中的有机溶剂中，搅拌形成一种粘性液体；
S3：将步骤S2中所获得的粘性液体与银粉以及玻璃粉在80-90℃恒温水浴中使用搅拌机充分搅拌混合10小时即可制成高温烧结导电银浆。
进一步的，所述有机溶剂混合方法为：将松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯按照原料配比加入搅拌釜中，进行搅拌混合均匀，形成有机溶剂。
进一步的，所述玻璃粉的制备方法为：将二氧化硅、氧化硼、氧化铋、氧化铝、二氧化锡和二氧化锆进行混料，然后加入至温度在1100-1400℃的铂金坩埚里熔融2h，然后在去离子水里火淬，在玛瑙罐里行星球磨40h,经过75μm的筛子筛取，最后加入质量分数为5%的PVA水溶液，在600℃的温度下烧结60min,制备得到无铅低温溶融玻璃粉。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过提供的银浆以重量百分含量计，包括以下组分：有机溶剂10-15%、有机载体0.5-1.5%、玻璃粉5-15%和银粉75-85%；所述玻璃粉采用无铅低温溶融玻璃粉，所述有机载体为乙基纤维素，本发明通过对导电银浆的成分组成进行优化设计，特别是引入无铅低温溶融玻璃粉，显著提升了银浆的导电性能，以及提高陶瓷基材RFID的熔点，增加陶瓷基材RFID的使用寿命，且匹配范围宽，导电性好，附着力高，烧结致密度高，能耐多次印刷烧结的高温热冲击性能好，介电性能优良。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书中所指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆，包括以下组分：
有机溶剂 10-15%
有机载体 0.5-1.5%
玻璃粉 5-15%
银粉 75-85%。
本发明提供的银浆的组分包括有机溶剂、有机载体、玻璃粉和银粉，其中有机溶剂的百分比优选的为10%-15%，其中，具体可为10%、10.5%、11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%或15%；本发明中有机溶剂包括以下组分：松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯，其中松油醇优选的为55-65%，其中，具体可为55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%或65%；其中丁基卡必醇优选的为20-30%，其中，具体可为20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%或30%；其中丁基卡必醇醋酸酯优选的为10-20%，其中，具体可为10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。
本发明提供的银浆，所述有机载体为乙基纤维素，且百分比优选的为0.5-1.5%，其中，具体可为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%或1.5%。
本发明提供的银浆，所述玻璃粉采用无铅低温溶融玻璃粉，软化温度300℃-800℃，粉体粒径100nm-1um，包括以下组分：二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡0-12%和二氧化锆0-12%，所述二氧化锡和二氧化锆的总配比为0-12%，所述二氧化锡百分比优选的为0-12%，其中，具体可为0、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%或12%；所述二氧化锆百分比优选的为0-12%，其中，具体可为0、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%或12%。
本发明提供的银浆，所述银粉为片状银粉，且平均粒径优选的为100*2um-100*5um，其中，具体可为100*2um、100*2.5um、100*3um、100*3.5um、100*4um、100*4.5um、100*5um。
实施例2：
本发明还提供一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：将有机溶剂按照原料配方进行混合后待用；
S2：将有机载体按配比溶于步骤S1中的有机溶剂中，搅拌形成一种粘性液体；
S3：将步骤S2中所获得的粘性液体与银粉以及玻璃粉在80-90℃，具体可为80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃恒温水浴中使用搅拌机充分搅拌混合10小时即可制成高温烧结导电银浆。
所述有机溶剂混合方法为：将松油醇55-65%、丁基卡必醇20-30%和丁基卡必醇醋酸酯10-20%按照原料配比加入搅拌釜中，进行搅拌混合均匀，形成有机溶剂，具体的原料为：松油醇55%、丁基卡必醇29%和丁基卡必醇醋酸酯16%，松油醇56%、丁基卡必醇28%和丁基卡必醇醋酸酯16%，松油醇57%、丁基卡必醇26%和丁基卡必醇醋酸酯17%，松油醇58%、丁基卡必醇24%和丁基卡必醇醋酸酯18%，松油醇59%、丁基卡必醇22%和丁基卡必醇醋酸酯19%，松油醇60%、丁基卡必醇25%和丁基卡必醇醋酸酯15%，松油醇61%、丁基卡必醇27%和丁基卡必醇醋酸酯12%，松油醇62%、丁基卡必醇23%和丁基卡必醇醋酸酯15%，松油醇63%、丁基卡必醇21%和丁基卡必醇醋酸酯16%，松油醇64%、丁基卡必醇20%和丁基卡必醇醋酸酯16%或松油醇65%、丁基卡必醇30%和丁基卡必醇醋酸酯15%，组份表如下表所示：
Figure 714062DEST_PATH_IMAGE001
所述玻璃粉的制备方法为：将二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、二氧化锡0-12%和二氧化锆0-12%，然后加入至温度在1100-1400℃的铂金坩埚里熔融2h，具体温度为：1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃或1400，然后在去离子水里火淬，在玛瑙罐里行星球磨40h,经过75μm的筛子筛取，最后加入质量分数为5%的PVA水溶液，在600℃的温度下烧结60min,制备得到无铅低温溶融玻璃粉，其中，具体原料成分为：二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡0%和二氧化锆12%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡1%和二氧化锆11%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡2%和二氧化锆10%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡3%和二氧化锆9%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡4%和二氧化锆8%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡5%和二氧化锆7%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡6%和二氧化锆6%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡7%和二氧化锆5%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡8%和二氧化锆4%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡9%和二氧化锆3%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡10%和二氧化锆2%，二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡11%和二氧化锆1%或二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡12%和二氧化锆0，具体组份表如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例3：
将采用不同配比生产出的有机溶剂和玻璃粉，同时使用不同成分的有机溶剂、有机载体、玻璃粉和银粉生产出的导电银浆，进行导电性测量，如下表所示：
Figure 631202DEST_PATH_IMAGE003
结论：本发明提供的银浆以重量百分含量计，包括以下组分：有机溶剂10-15%、有机载体0.5-1.5%、玻璃粉5-15%和银粉75-85%；所述玻璃粉采用无铅低温溶融玻璃粉，所述有机载体为乙基纤维素，本发明通过对导电银浆的成分组成进行优化设计，特别是引入无铅低温溶融玻璃粉，显著提升了银浆的导电性能，以及提高陶瓷基材RFID的熔点，增加陶瓷基材RFID的使用寿命，且匹配范围宽，导电性好，附着力高，烧结致密度高，能耐多次印刷烧结的高温热冲击性能好，介电性能优良。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆，其特征在于：以重量百分含量计，包括以下组分：
有机溶剂 12.5-15%
有机载体 0.5-0.9%
玻璃粉 5-8%
银粉 77.5-85%
所述玻璃粉采用无铅低温溶融玻璃粉，软化温度300℃-800℃，粉体粒径100nm-1um；
所述玻璃粉以重量百分含量计，包括以下组分：二氧化硅15%、氧化硼10%、氧化铋67%、氧化铝5%、PVA水溶液3%、二氧化锡0-12%和二氧化锆0-12%，所述二氧化锡和二氧化锆的总配比为12%；
所述有机溶剂以重量百分含量计，包括以下组分：松油醇55-65%、丁基卡必醇20-30%和丁基卡必醇醋酸酯10-20%；
所述有机载体为乙基纤维素；
所述银粉为片状银粉，且平均粒径为100*2um-100*5um。
2.一种权利要求1所述的陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将有机溶剂按照原料配方进行混合后待用；
S2：将有机载体按配比溶于步骤S1中的有机溶剂中，搅拌形成一种粘性液体；
S3：将步骤S2中所获得的粘性液体与银粉以及玻璃粉在80-90℃恒温水浴中使用搅拌机充分搅拌混合10小时即可制成高温烧结导电银浆。
3.根据权利要求2所述的陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂混合方法为：将松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯按照原料配比加入搅拌釜中，进行搅拌混合均匀，形成有机溶剂。
4.根据权利要求2所述的一种陶瓷基材RFID专用高温烧结银浆的制备方法，其特征在于：所述玻璃粉的制备方法为：将二氧化硅、氧化硼、氧化铋、氧化铝、二氧化锡和二氧化锆进行混料，然后加入至温度在1100-1400℃的铂金坩埚里熔融2h，然后在去离子水里火淬，在玛瑙罐里行星球磨40h ,经过75μm的筛子筛取，最后加入质量分数为5％的PVA水溶液，在600℃的温度下烧结60min，制备得到无铅低温溶融玻璃粉。
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