CN1159731C - 片式电感器用内电极浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种片式电感器用内电极浆料，它包括按重量百分比计的以下组分：银粉70～80%、纤维素衍生物3～7%、有机溶剂10～20%、氧化物添加剂3.5～10%，其中所述的有机溶剂包括按重量百分比计的以下组分：松节油3340%、脂肪烃溶剂55～60%、分散剂0.1～2%、触变剂0.1～1%、消泡剂0.1～3%和防沉淀剂0.1～1.5%。本发明具有电极连续、平滑、均匀、致密、印刷电极层数高、分层少、单位面积银浆消耗量少、承受温度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极浆料，特别是一种片式电感器用内电极浆料。
背景技术
非金属材料表面金属化是非常重要的，它是电子元件，陶瓷材料，玻璃，石墨等材料的重要工艺手段，也是产品高技术化的重要手段。长期以来非金属材料表面金属化主要是由银、金、等等，稀有金属制备的浆料来实现的，由于价格十分昂贵，每公斤达数万元，而且数量少，限制了这种高技术产品的推广应用。使用上述材料成本增加很多，有时超过其它材料费用的总和，使产品不能大批量低成本地生产应用，制约着产品的升级换代。国内有的企业因浆料问题无法解决，只好停止生产，故国内外都有极力开发替代银浆料的工艺及材料如专利文献SU1004318。目前，微电子工业用的内电极浆料国内已有研制及文献报道，但主要是片式陶瓷电器用的内电极浆料，而适用于片式电感器用的内电极浆料至今未见报道。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足之处，提供一种价格低廉，具有良好流动性，触变性，均匀性和粘性及电极连续、平滑、均匀、致密、电性能良好的，不次于国外最好产品水平的，具有自己特色的一种片式电感器用内电极浆料。
本发明的目的是这样实现的：一种片式电感器用内电极浆料，它包括按重量百分比计的以下组分：银粉70～80％、乙基纤维素3～7％、有机溶剂10～20％、氧化物添加剂3.5～10％；所述的有机溶剂配方组成(重量百分比)为：松节油33～40％、脂肪烃溶剂55～60％、分散剂0.1～2％、触变剂0.1～1％、消泡剂0.1～3％、防沉淀剂0.1～1.5％。
所述的纤维素衍生物是乙基纤维素、甲基纤维素和丙基纤维素中的任一种、任二种或三种之和。
本发明相比现有技术具有如下优点：电极连续、平滑、均匀、致密，印刷电极层数高，分层少，单位面积银浆消耗量少，承受温度高等等。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述：
表1是本发明的有机载体试验，
表2是本发明的树脂粘度情况，
表3是本发明的银粉试验，
表4化本发明的球银Q1、Q2比例表，
表5是本发明采用laydown实验方法比较三种产品的内电极浆单位面积消耗量性，
表6是本发明与国外同类浆料实例数据比较。
由表1所示：乙基纤维素必须满足在高于干燥温度下开始分解，且在500℃左右完全分解，该乙基纤维素在200℃开始分解，最终分解温度为480℃。同时由于电感内电极浆固含量较高，而丝印粘度要求又较低(在60～100Pa.s范围)，同时必须保证浆料中树脂一定的含量，以确保干燥后强度，选用ECN体系中的几种不同型号的树脂，按相同树脂比例做成有机载体。
由表2所示，使用不同型号的树脂在相同配方下，粘度大小的对比为型号3＞型号4＞型号1＞型号2。
初步确定乙基纤维素和第一溶剂A后，加入分散剂、触变剂、消泡剂、防沉淀剂等，有机载体的粘度、浸润性能使涂覆后的涂层与陶瓷生坯基体表面形成牢固的物理吸附。为得到较宽的挥发温度范围，除选用溶剂A这第一溶剂外，还再加入了低沸点且能与乙基纤维素、溶剂A以及有关试剂相溶的溶剂作为第二溶剂。同时第二溶剂还可用来调节浆料的粘度。载体配方中掺入少量触变剂可控制浆料的流动性，因为分散于浆料中的触变剂能形成一种不规则的网状结构，阻止分子和微小颗粒的热运动，使浆料具有触变性。载体配方中加入一些表面活性剂，降低载体与金属粉粒界面的表面张力，使有机载体能充分润湿金属沉淀剂的加入，可保持浆料在贮存中不产生沉淀，使浆料稳定，防止浆料因恶劣环境而变稀，从而影响电感器的电性能。这些都是保证内电极浆料达到自动生产线要求的关键因素，对电极浆料而言，要求印刷时粘度比静置小，这样就能具有良好涂刷性能，必须保持足够的粘度以使电极图形保一定的厚度，边缘清晰，不流淌，另外，静置时粘度较大，浆料放置过程中不会出现沉淀和板结。
由表3所示，银粉的形状、粒径、比表面积、分散性、粉状密度等性能不仅影响浆料导电性，而且还会直接影响浆料的烧成温度。因此在银粉的选择过程中，一方面银粉能够承受烧成温度越高越好，这样银层与磁体结合会更完好，另一方面烧成温度越高越好，这样银层与磁体结合会更完好，另一方面烧成温度升高之后，会出现“飞银”现象，造成内电极不连续，电感器感量下降及损耗增大。为了得到尽可能高烧成温度，又不至于出现“飞银”现象。
由表4所示，选用球银Q1、Q2其特征在于：性能指标参数，把两种球银Q1、Q2比例定在1∶2～3。
由表5所示，IL-100内电极浆既可以保证产品质量，又可以降低产品成本。
由表6所示，采用适合的有机载体配方和合适的浆料制备工艺能制备出具有良好流动性和触变性的片感内电极浆料，适合片式电感器生产线的丝印、层压、排胶、烧成等工艺要求。本发明的片感内电极浆料与μ1、μ125、μ15等磁料配合生产出的电感器电性能合格，本发明生产的片感内电极浆料制做片感电感器，单位面积消耗量少，电极连续，平滑，均匀，致密，产品可靠性高，一致性好，并在做高层数电感器上有独到的优势。本发明可以替代迪高沙公司的SP0803，东荣NP-4123H生产的片感内电极浆料，实现浆料国产化。
实施例1(以Wt％计)：银粉75-85％，乙基纤维素3-7％，有机溶剂1O-20％，氧化钛0.5-10％组成，其中有机溶剂配方组成(以Wt％计)：松节油33-40％，MS145EC55-60％，Du PONT CO ELVCITEAB1010 0.1-2％，Bentone SD 0.1-1％，2-乙基醇0.1-3％，DANIEL ProDVTS COAYD80.1-1.5％。
实施例2(以Wt％计)：银粉70-80％，甲基纤维素3-7％，有机溶剂15-25％，氧化锆0.5-10％，其中有机溶剂配方组成(以Wt％计)：松节油30-45％，MS145EC55-60％，Du PONT CO ELVACITE AB10150.1-2％，Bentone SP0.1-1％，2，6二甲基-4-庚醇0.1-3％，DANIELPro DVTS COAYD80.1-1.5％。
实施例3(以Wt％计)：银粉75-85，丙基纤维素3-7％，有机溶剂10-20％，五氧化二磷0.5-10％，其中有机溶剂配方组成(以Wt％计)：松节油33-40％，MS 145 EC55-60％，Du PONT CO ELVACITE0.1-2％，Bentone SD0.1-1％，2，6二甲基-4-庚醇0.1-3％，DANI EL Pro DUTS COAYD80.1-1.5％。
实施例4(以Wt％计)：银粉75-85％，纤维素衍生物3-7％，有机溶剂10-20％，氧化物添加剂3.5-13％，其中有机溶剂配方组成(以Wt％计)：松节油33-40％，MS145EC55-60％，Du PONT CO ELVACITE AB10100.1-2％，Bentone SD0.1-1％，2-乙基醇0.1-3％，DANIEL ProDVTS COAYD80.1-1.5％。
以上实施例中出现的外文其中MS145EC是壳牌公司生产的一种矿油精；Du PONT CO ELVACITE AB1010是杜邦公司的一种高分子醇，起增强附着力的作用；BENTONE SD是美国海名斯特殊化工公司的超分散型有机膨润土流变助剂；DANIELProDVTS CO AYD8是丹尼尔公司的一种流变助剂。
表1
表2
| 型号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 粘度(Pa.s)HBDVII+粘度计10RPM转速CP-52转子25℃±0.5℃测温条件 | 18 | 8 | 55 | 25 |
表3.
| Q1 | Q2 | Q3 | |
| 粒度 | 2～10μm | 1～5μm | 5～15μm |
| 平均粒度 | 5μm | 2μm | 8μm |
| 比表面积 | 0.234m2/g | 0.754m2/g | 0.126m2/g |
| 摇实比 | 4.9g/ml | 3.9g/ml | 6.4g/ml |
| 分散性 | 良好 | 良好 | 一般 |
| 形貌 | 近球形 | 近球形 | 近球形 |
| 杂质含量 | ＜100ppm | ＜100ppm | ＜100ppm |
| 浆料性能 | ①较易成浆②烧成外观一般③承受高温能力强 | ①易成浆②烧成外观良好③承受高温能力差 | ①难成浆②烧成外观粗糙③承受高温能力强 |
表4.
| Q1 | Q2 | |
| 粒度 | 2～10μm | 1～5μm |
| 平均粒度 | 5μm | 2μm |
| 比表面积 | 0.234m2/g | 0.754m2/g |
| 摇实比 | 4.9g/ml | 3.9g/ml |
| 分散性 | 良好 | 良好 |
| 形貌 | 近球形 | 近球形 |
| 杂质含量 | ＜100ppm | ＜100ppm |
表5.
| 浆料种类 | IL-100 | 迪高沙SP0803 | 东荣NP-4123H |
| 印刷银厚μm | 26 | 26.5 | 27 |
| 消耗量(mg/m2) | 17.8 | 18.1 | 18.5 |
表6
| IL-100 | 迪高沙SP0803 | 东荣NP-4123H | |
| 粘度 | 60～100Pa.s/25℃ | 60～100Pa.s/25℃ | 80～100Pa.s/25℃ |
| 固含量 | 79±3％ | 79±3％ | 79±3％ |
| 细度 | ＜7μm | ＜7μm | ＜7.5μm |
| 干燥条件 | 60～80℃(5min) | 60～80℃(5min) | 60～80℃(5min) |
| 烧结条件 | 890℃ | 890℃ | 890℃ |
| 印刷效果 | 良好 | 良好 | 一般 |
| 感量分布 | 集中 | 集中 | 集中 |
| 电极连续性 | 好… | 好 | 一般 |
| 单位面积银浆消耗量 | 少 | 正常 | 正常 |
| 电感分层率 | 无 | 无 | 无 |
| 其它电性能 | 合格 | 合格 | 合格 |
Claims (2)
1、一种片式电感器用内电极浆料，它包括按重量百分比计的以下组分：
银粉 70～80％
纤维素衍生物 3～7％
有机溶剂 10～20％
氧化物添加剂 3.5～10％
所述的有机溶剂包括按重量百分比计的以下组分：
松节油 33～40％
脂肪烃溶剂 55～60％
分散剂 0.1～2％
触变剂 0.1～1％
消泡剂 0.1～3％
防沉淀剂 0.1～1.5％。
2、根据权利要求1所述的片式电感器用内电极浆料，其特征在于：所述的纤维素衍生物是乙基纤维素、甲基纤维素和丙基纤维素中的任一种、任二种或三种之和。
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