本申请涉及导电浆料领域,具体而言,涉及一种玻璃料、导电浆料及在制备陶瓷介质滤波器电极中应用。
背景技术:
陶瓷介质滤波器表面需要形成致密性较高、附着力高、导电性能高及可焊性较好的银导电层,导电浆料尤为关键。银具有导电能力强、热膨胀系数接近瓷坯、热稳定性好、可直接在银层上焊接金属等优点,被视为导电浆料原料的较佳选择;制备陶瓷介质滤波器电极材料也需要充分考虑导电浆料的q值以及附着力。
本申请旨在提供一种可以兼顾q值、耐焊性、膜的平整性的导电浆料。
技术实现要素:
本申请实施例的目的在于提供一种玻璃料、导电浆料及在制备陶瓷介质滤波器电极中应用,其旨在兼顾导电浆料形成的层状结构的q值、耐焊性以及膜的平整性。
本申请提供一种导电浆料,导电浆料主要包括玻璃料、有机载体以及导电颗粒。
其中,所述玻璃料由主要包括按照重量份数计的以下组分熔融后破碎制得:
60~80份的bi2o3、7~20份的zno、4~15份的b2o3、1~8份的teo2、3~10份的sio2、0.5~3份的al2o3、1~5份的fe2o3、0.5~3份的cao、0.5~3份的na2o、1~5份的tio2以及1~5份的zro2。
所述导电颗粒包括银粉和铜粉。
银粉包括纳米银粉、粒径为1.5-3.0μm片状银粉以及粒径为0.8-1.6μm的圆球状银粉,其中,片状银粉占所述银粉总质量的7~15%,所述纳米银粉占所述银粉总质量的3~7%。
通过各个成分原料熔融后破碎得到玻璃料;银粉包括片状银粉、纳米银粉以及圆球状银粉,通过相互之间的配伍避免导电浆料烧结后的层结构内部形成缝隙,该层结构与其余部件焊接的过程中形成cu-ag-sn的合金,该合金的晶体颗粒尺寸较均匀,焊接过程中焊点位置不易被焊穿;该层状结构的q值、耐焊性以及膜的平整性均较佳。
在本申请的一些实施例中,玻璃料由主要按照重量份数计的以下组分熔融后破碎制得:
70~80份的bi2o3、7~15份的zno、7~15份的b2o3、1~5份的teo2、3~8份的sio2、0.5~2份的al2o3、1~3份的fe2o3、0.5~2份的cao、0.5~2份的na2o、1~3份的tio2以及1~3份的zro2。
在本申请的一些实施例中,纳米银粉的粒径为200-400nm。
在本申请的一些实施例中,导电浆料主要包括按照重量份数计的以下组分:
15~25份的所述有机载体,60~80份的所述导电颗粒以及1~3份的所述玻璃料;
可选地,所述导电浆料包括18~22份的所述有机载体。
可选地,所述导电浆料包括1.5~2.5份的所述玻璃料。
在本申请的一些实施例中,导电颗粒中所述铜粉与所述银粉的质量比为(0.3~3):(60~80);
可选地,所述导电颗粒中所述铜粉与所述银粉的质量比为(0.3~7):(70~80)。
在本申请的一些实施例中,铜粉的平均粒径为1.6-1.8μm;
可选地,所述铜粉的平均粒径为1.7-1.8μm。
在本申请的一些实施例中,所述玻璃料的平均粒径为1.8-2.0μm。
本申请还提供一种导电层,导电层通过上述的导电浆料固化形成。
本申请还提供一种上述导电浆料在制备陶瓷介质滤波器电极中的应用。
本申请还提供一种用于制备导电浆料的玻璃料,用于制备导电浆料的玻璃料由主要按照重量份数计的以下组分熔融后破碎制得:
60~80份的bi2o3、7~20份的zno、4~15份的b2o3、1~8份的teo2、3~10份的sio2、0.5~3份的al2o3、1~5份的fe2o3、0.5~3份的cao、0.5~3份的na2o、1~5份的tio2以及1~5份的zro2。
本申请实施例提供的玻璃料制得的导电浆料的q值、耐焊性以及膜的平整性均较佳。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了陶瓷基体喷涂实施例1提供的导电浆料后,烧结前后的外观图。
图2示出了陶瓷基体喷涂实施例1提供的导电浆料,烧结后导电层附着力的测试图。
图3示出了陶瓷基体喷涂实施例2提供的导电浆料后,烧结前后的外观图。
图4示出了陶瓷基体喷涂对比例1提供的导电浆料后,烧结前后的外观图。
图5示出了本实施例1和对比例1的导电浆料烧结后截面的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请实施例的用于制备导电浆料的玻璃料、导电浆料及应用进行具体说明。
在本申请中,下列q值是指电感器在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的q值越高,其损耗越小,效率越高。
一种导电浆料,导电浆料主要包括玻璃料、有机载体以及导电颗粒。
其中,玻璃料由主要按照重量份数计的以下组分熔融后破碎制得:
60~80份的bi2o3、7~20份的zno、4~15份的b2o3、1~8份的teo2、3~10份的sio2、0.5~3份的al2o3、1~5份的fe2o3、0.5~3份的cao、0.5~3份的na2o、1~5份的tio2以及1~5份的zro2。
换言之,玻璃料由主要按照上述的各个组分的组成的玻璃料原料熔融之后破碎得到。
作为示例性地,bi2o3在玻璃料原料中的重量份数可以为60份、65份、70份、75份、或者80份等等。
作为示例性地,zno在玻璃料原料中的重量份数可以为7份、10份、13份、16份或者20份等等。
作为示例性地,b2o3在玻璃料原料中的重量份数可以为4份、6份、9份、12份或者15份等等。
作为示例性地,teo2在玻璃料原料中的重量份数可以为1份、3份、5份、7份或者8份等等。
作为示例性地,sio2在玻璃料原料中的重量份数可以为3份、5份、7份、9份或者10份等等。
作为示例性地,al2o3在玻璃料原料中的重量份数可以为0.5份、1份、2份、2.5份或者3份等等。
作为示例性地,fe2o3在玻璃料原料中的重量份数可以为1份、2份、3份、4份或者5份等等。
作为示例性地,cao在玻璃料原料中的重量份数可以为0.5份、1份、1.5份、2份或者3份等等。
作为示例性地,na2o在玻璃料原料中的重量份数可以为0.5份、1份、2份、2.5份或者3份等等。
作为示例性地,tio2在玻璃料原料中的重量份数可以为1份、2份、3份、4份或者5份等等。
作为示例性地,zro2在玻璃料原料中的重量份数可以为1份、2份、3份、4份或者5份等等。
通过上述配料比的原料熔融后破碎得到玻璃料,然后再配置成导电浆料,可以避免因为过烧导致最终q值降低的情况,同时烧结后的层结构比较密实。
在本申请的一些实施例中,玻璃料的平均粒径为1.8-2.0μm,例如,例如可以为1.8μm、1.85μm、1.9μm、2.0μm等等。
承上所述,导电浆料包括导电颗粒,在本申请中,导电颗粒包括银粉和铜粉。
作为示例性地,在本申请的一些实施例中,导电颗粒中铜粉与所述银粉的质量比为(0.3~3):(60~80);例如,铜粉和银粉的质量比可以为0.3:60、1:60、2:60、3:60、0.3:80、0.3:74、0.3:70、2:60、2:75、2:79、3:71、3:60、3:73、3:80、1.2:74、1.9:73、2.3:76、2.7:78等等。
本申请提供的导电浆料形成导电层后,导电层的致密性较好,导电层与其余部件焊接的过程中,会形成sn-ag-cu合金,焊接后合金内部晶相比较均匀,焊接后的焊点比较稳定,很大程度地提高了其耐焊性。
在本申请中,银粉包括片状银粉、纳米银粉以及圆球状银粉。
其中,片状银粉占银粉总质量的7~15%,例如片状银粉占比可以为7%、8%、9%、10%、12%、15%等等。在本申请中,片状银粉的比表面积为0.7-1.3m2/g,例如可以为0.7m2/g、0.9m2/g、1.0m2/g、1.2m2/g、1.3m2/g。
在本申请中,纳米银粉占所述银粉总质量的3~7%,例如纳米银粉占比可以为3%、4%、5%、6%、7%等等。
银粉包括片状银粉、纳米银粉以及圆球状银粉,在确定上述纳米银粉和片状银粉的占比后,余量为圆球银粉。
圆球银粉的粒径为0.8-1.6μm,例如可以为0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.1μm、1.3μm、1.6μm等等。在本申请中,圆球银粉并非指示银粉的形状为几何意义上的球形,可以为近似于球形,例如,在本申请中。圆球银粉的比表面积为1.2-2.5m2/g,例如可以为1.2m2/g、1.5m2/g、1.7m2/g、1.9m2/g、2.1m2/g、2.5m2/g。
在本申请的实施例中,片状银粉的粒径为1.5-3.0μm,例如可以为1.5μm、1.6μm、1.9μm、2.1μm、2.3μm、2.5μm、3μm等等。
在本申请中,通过不同形状、不同尺寸大小的银粉与玻璃料配置成导电浆料,导电浆料固化后,内部更加密实;固化后的导电浆料在于其余部件焊接的过程中,银与其余成分例如sn、cu形成晶粒尺寸均匀的晶相,增加焊接之后焊点的强度,焊点处比较均匀也有利于电子通过,降低阻抗。
作为示例性地,在本申请的一些实施例中,纳米银粉的粒径为200-400nm,例如,纳米银粉的粒径可以为200nm、210nm、260nm、290nm、320nm、340nm、350nm、380nm、400nm等等。
在本申请的一些示例中,铜粉的平均粒径为1.6-1.8μm;例如,铜粉的平均粒径可以为1.6μm、1.66μm、1.7μm、1.75μm或者1.8μm等等。
需要说明的是,在本申请的实施例中,导电颗粒中不仅包括银粉和铜粉,还可以包括其他导电金属,例如还可以包括金、铁、钒、钛、铬、锰、钴、镍、锌、铑、钯以及铂中的至少一种。
承上所述,导电浆料主要包括玻璃料、有机载体以及导电颗粒。
在本申请的一些实施例中,有机载体例如选自乙基纤维素、聚酰胺蜡、丙烯酸树脂、丁基卡必醇以及丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、tego650和byk337中的至少一种。
在导电浆料中,各个组分的重量份数如下:15~25份的有机载体,60~80份的导电颗粒以及1~3份的上述玻璃料;
例如,玻璃料占导电浆料的重量份数可以为1份、1.5份、2份、2.5份或者3份等等。
导电颗粒占导电浆料的重量份数可以为60份、65份、70份、75份或者80份等等。
有机载体的重量份数可以为15份、17份、18份、19份、21份、23份、25份。
本申请实施例提供的导电浆料可以通过喷银机等喷涂在预设的物件上。
例如,喷涂在陶瓷介质滤波器上,喷涂后的陶瓷基体经过烧结炉烧结。
本申请还提供一种应用,将上述导电浆料用于制备陶瓷介质滤波器的电极。
本申请实施例提供的导电浆料至少具有以下优点:
通过各个成分原料熔融后破碎得到玻璃料,该配方得到的玻璃料可以避免熔融过程中因为过烧而导致q值低,该玻璃料与含有银粉、铜粉的导电颗粒、有机载体混合后形成导电浆料,该导电浆料在固化的过程中会形成致密的层结构;银粉包括片状银粉、纳米银粉以及圆球状银粉,各类银粉通过相互之间的配伍避免烧结后的层结构内部形成缝隙,该层结构与其余部件焊接的过程中形成cu-ag-sn的合金,该合金的晶体颗粒尺寸较均匀,焊接过程中焊点位置不易被焊穿,且焊点内部空隙或者孔洞少,电流通过该位置时比较顺畅,降低阻抗。
居于此,本申请还提供一种应用,将上述导电浆料在制备陶瓷介质滤波器电极中的应用。
上述导电浆料在陶瓷介质滤波器表面可形成致密性较高、附着力高、导电性能好及可焊性较好的银导电层,该银导电层银膜均匀平整、q值高、附着力好、通用性强。
在5g陶瓷介质滤波器表面形成致密性较高、附着力高、导电性佳及可焊性好的银导电层。本申请提供的导电浆料固化后形成的导电层在表面附着力、烧结温度、表面粗糙度等方面均是5g陶瓷介质滤波器电极材料较佳的选择。
居于上述玻璃料在导电浆料中做出的贡献,本申请还提供一种用于制备导电浆料的玻璃料,请参阅上述对玻璃料的描述,在本申请中,玻璃料主要按照重量份数计的以下组分熔融后破碎制得:
60~80份的bi2o3、7~20份的zno、4~15份的b2o3、1~8份的teo2、3~10份的sio2、0.5~3份的al2o3、1~5份的fe2o3、0.5~3份的cao、0.5~3份的na2o、1~5份的tio2以及1~5份的zro2。
请参阅上述描述,本申请实施例提供的用于制备导电浆料的玻璃料,其与导电颗粒、有机载体等配合后有利于形成质地均匀、q值高、附着力好、通用性强的导电层。
本申请还提供一种导电层,导电层通过上述的导电浆料固化而成;承上所述,该导电层具有质地均匀、q值高、附着力好等优点。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种玻璃料和一种导电浆料。
玻璃料主要通过以下步骤制得:
按以下质量份数配置原料,每份为5g:66.42份的bi2o3、11.52份的zno、7.8份的b2o3、1.5份的teo2、5.24份的sio2、0.86份的al2o3、2.16份的fe2o3、0.7份的cao、0.8份的na2o、1.5份的tio2以及1.5份的zro2。
将所称取的原料充分混合,混合后的混合料放入白金坩埚中,然后放入炉温为1200℃的电炉中,保温0.5h;将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片,然后将片状的玻璃放入球磨机球磨;将球磨后的玻璃粉过筛得到玻璃料。研磨到平均粒径为1.92μm。
导电浆料主要通过按以下质量百分比的原料混合制得:
16.5%的有机载体,65%的圆球状银粉,5%的纳米银粉,10%的片状银粉,1.5%的铜粉以及2.0%的上述玻璃料;其中,有机载体为20wt%的乙基纤维素、20wt%丙烯酸树脂、40wt%丁基卡必醇、10wt%丁基卡必醇醋酸酯、9.7wt%松油醇、0.2%tego650以及0.1%byk337。
圆球状银粉为苏州思美特表面材料科技有限公司平均粒径为1.12μm粉。
纳米银粉广州宏武纳米材料科技有限公司平均粒径为270nm粉。
片状银粉山东建邦集团有限公司平均粒径为1.86μm粉。
铜粉为上海超威纳米科技有限公司平均粒径为1.75μm的铜粉。
将玻璃料、有机载体、银粉混合制成混合料,然后加入铜粉混合,混合之后放入三辊机进行充分扎料,制成浆料。
通过喷银机,将上述导电浆料喷涂到钙镁钛体系的陶瓷基体。喷涂后的陶瓷基体经过烧结炉烧结。
图1示出了陶瓷基体喷涂实施例1提供的导电浆料后,烧结前后的外观图;左侧的图代表烧结前的外观情况,右侧的图代表烧结后的外观情况。其中,左侧的图与右侧的图是陶瓷基体相对的两个面的外观图。
图2示出了陶瓷基体喷涂实施例1提供的导电浆料,烧结后导电层附着力的测试图,图2中左右两个图分别是不同的陶瓷基体的测试图。
从图1和图2可以看出,本申请实施例1提供的导电浆料烧结后外表光滑没有凹坑,且焊接后附着力较佳。
实施例2
本实施例提供一种玻璃料和一种导电浆料。
请参阅实施例1,实施例2与实施例1的区别在于玻璃料的原料不相同;按以下质量份数配置原料,每份为5g:
60份的bi2o3、20份的zno、5.74份的b2o3、1.5份的teo2、5.24份的sio2、0.86份的al2o3、2.16份的fe2o3、0.7份的cao、0.8份的na2o、1.5份的tio2以及1.5份的zro2。
图3示出了陶瓷基体喷涂实施例2提供的导电浆料后,烧结前后的外观图;左侧的图代表烧结前的外观情况,右侧的图代表烧结后的外观情况。其中,左侧的图与右侧的图是陶瓷基体相对的两个面的外观图。
从图3可以看出,本申请实施例2提供的导电浆料烧结后外表光滑没有凹坑,表面光滑。
实施例3
本实施例提供一种玻璃料和一种导电浆料。
请参阅实施例1,实施例3与实施例1的区别在于玻璃料的原料不相同;按以下质量份数配置原料,每份为5g:
80份的bi2o3、7份的zno、4份的b2o3、1.5份的teo2、0.86份的al2o3、2.14份的fe2o3、0.7份的cao、0.8份的na2o、1.5份的tio2以及1.5份的zro2。
对比例1
本对比例提供一种导电浆料。
请参阅实施例1,对比例1与实施例1的区别在于导电浆料中各个原料的配比不相同。
在对比例1中,导电浆料主要通过按以下质量百分比的原料混合制得:
16.5%的有机载体,80%的圆球状银粉,1.5%的铜粉以及2.0%的实施例1提供的玻璃料。
图4示出了陶瓷基体喷涂对比例1提供的导电浆料后,烧结前后的外观图;左侧的图代表烧结前的外观情况,右侧的图代表烧结后的外观情况。
从图4可以看出,对比例1提供的导电浆料烧结后外表有微小的凹坑,表面不平滑。
图5示出了本实施例1和对比例1的导电浆料烧结后截面的示意图。
从图5中可以看出,实施例1的导电浆料烧结后的导电层比较密实,对比例1的导电浆料烧结后的导电层内部存在空洞。
对比例2
本对比例提供一种导电浆料。
请参阅实施例1,对比例2与实施例1的区别在于导电浆料中各个原料的配比不相同。
在对比例1中,导电浆料主要通过按以下质量百分比的原料混合制得:
16.5%的有机载体,70%的圆球状银粉,10%的片状银粉,1.5%的铜粉以及2.0%的实施例1提供的玻璃料。
对比例3
本实施例提供一种玻璃料和一种导电浆料。
请参阅实施例1,对比例3与实施例1的区别在于导电浆料中各个原料的配比不相同。
在本实施例中,导电浆料主要通过按以下质量百分比的原料混合制得:
18%的有机载体,65%的圆球状银粉,5%的纳米银粉,10%的片状银粉以及2.0%的实施例1提供的玻璃料。
本实施例中的有机载体、圆球状银粉、纳米银粉、片状银粉参照实施例1中的来源。
试验例
8测量实施例1-实施例4、对比例1-2的性能。
采用gb/t17473.4-200的测试方法测量可焊性和耐焊性;gb/t17473.4-2008的测试方法测量附着力;其中,可焊性:将烧结好的标准块表面涂上中温锡膏,放于265℃的加热平台,锡膏熔化后5s,使用吸锡带将表面熔化的锡膏吸走,查看上锡情况和银层情况,上锡面积大于90%为合格,否则为不合格。耐焊性:将烧结好的标准块表面涂上中温锡膏,放于265℃的加热平台,锡膏熔化后60s,使用吸锡带将表面熔化的锡膏吸走,查看上锡情况和银层情况,上锡面积大于90%为合格,否则为不合格。采用网络分析仪测试q值,测试结果如表1所示。
表1
表1中,平面平整性一列ok代表表面平整,no代表表面存在凹坑。
综合图1-图4以及表1可以看出:
实施例1-实施例3的表面平整性均较佳,膜厚差都在13μm左右;实施例1的q值最高,实施例2的q值较低,发明人推测可能是由于实施例1的烧结比较致密,而实施2由于氧化铋的量比实施例1中少,烧结不够致密,而实施例3的q值低于实施例1的原因可能是由于实施例3的玻璃出现了过烧的现象。
相应地,实施例1-实施例3的附着力也出现了一致的结果。对比例3的导电浆料中没有添加铜粉,做可焊性和耐焊性测试时,表面没有形成sn-ag-cu合金,可焊性、耐焊性差,结合力比较差,附着力差。对比例1中银粉全部采用圆球状银粉,从图3可以看出,喷涂后表面存在很严重的流痕,边角也存在很严重的银浆堆积,与实施例1相比,q值和附着力都变小。
说明本申请实施例提供的导电浆料烧结后银膜层的致密性较好,有较佳的防沉降性能,烧结后可以提高陶瓷基体表面银层的光亮度。q值和致密性的性能也明显得到提升。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种导电浆料,其特征在于,所述导电浆料主要包括玻璃料、有机载体以及导电颗粒;
其中,所述玻璃料由主要包括按照重量份数计的以下组分熔融后破碎制得:
60~80份的bi2o3、7~20份的zno、4~15份的b2o3、1~8份的teo2、3~10份的sio2、0.5~3份的al2o3、1~5份的fe2o3、0.5~3份的cao、0.5~3份的na2o、1~5份的tio2以及1~5份的zro2;
所述导电颗粒包括银粉和铜粉;
银粉包括纳米银粉、粒径为1.5-3.0μm片状银粉以及粒径为0.8-1.6μm的圆球状银粉,其中,所述片状银粉占所述银粉总质量的7~15%,所述纳米银粉占所述银粉总质量的3~7%。
2.根据权利要求1所述的导电浆料,其特征在于,所述玻璃料由主要按照重量份数计的以下组分熔融后破碎制得:
70~80份的bi2o3、7~15份的zno、7~15份的b2o3、1~5份的teo2、3~8份的sio2、0.5~2份的al2o3、1~3份的fe2o3、0.5~2份的cao、0.5~2份的na2o、1~3份的tio2以及1~3份的zro2。
3.根据权利要求1所述的导电浆料,其特征在于,所述纳米银粉的粒径为200-400nm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的导电浆料,其特征在于,所述导电浆料主要包括按照重量份数计的以下组分:
15~25份的所述有机载体,60~80份的所述导电颗粒以及1~3份的所述玻璃料;
可选地,所述导电浆料包括18~22份的所述有机载体;
可选地,所述导电浆料包括1.5~2.5份的所述玻璃料。
5.根据权利要求1-3任一项所述的导电浆料,其特征在于,所述导电颗粒中所述铜粉与所述银粉的质量比为(0.3~3):(60~80);
可选地,所述导电颗粒中所述铜粉与所述银粉的质量比为(0.3~7):(70~80)。
6.根据权利要求1-3任一项所述的导电浆料,其特征在于,所述铜粉的平均粒径为1.6-1.8μm;
可选地,所述铜粉的平均粒径为1.7-1.8μm。
7.根据权利要求1-3任一项所述的导电浆料,其特征在于,
所述玻璃料的平均粒径为1.8-2.0μm。
8.一种导电层,其特征在于,所述导电层通过权利要求1-7任一项所述的导电浆料固化形成。
9.权利要求1-7任一项所述导电浆料在制备陶瓷介质滤波器电极中的应用。
10.一种用于制备导电浆料的玻璃料,其特征在于,所述用于制备导电浆料的玻璃料由主要按照重量份数计的以下组分熔融后破碎制得:
60~80份的bi2o3、7~20份的zno、4~15份的b2o3、1~8份的teo2、3~10份的sio2、0.5~3份的al2o3、1~5份的fe2o3、0.5~3份的cao、0.5~3份的na2o、1~5份的tio2以及1~5份的zro2。
技术总结