[发明专利]一种贴片保险丝熔断体用电子浆料及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于印刷贴片保险丝中熔断体的电子浆料及其制备方法，尤其涉及一种以镀银铜粉或镀银镍粉为导电金属的、具有高抗脉冲能力的贴片保险丝熔断体用电子浆料及其制备方法。

背景技术

电子浆料在厚膜印刷式电子元器件工业中应用的十分广泛，其中的导电功能相多采用电阻率较低的金、银、铜、镍等几种常见金属粉末。性能最好的是金粉末，但价格昂贵；银粉具有价格相对较低、导电性能好且抗氧化能力强等优点，但其在电场作用下会产生电迁移现象，使其导电性降低，影响产品的使用寿命；铜、镍粉末价格便宜，在电场作用下不会迁移，但高温下或长期使用时易发生氧化，导致电阻率增大。镀银铜粉和镀银镍粉不仅可以保留银良好的导电性，而且银包覆层能有效防止铜、镍的氧化，其成本相对银粉也大大降低，因此它们可以作为一种较为理想的导电功能相材料应用在电子浆料领域。

使用传统的银基电子浆料运用厚膜印刷工艺获得的贴片保险丝，相对于以金属熔丝作为熔断体的同规格的产品来说其抗脉冲能力差距很大，一般是由于银基电子浆料为满足低温烧结的要求，加入了一定的低温玻璃相成分，它可以在银粉达到熔化温度之前首先熔化并润湿金属粉，以达到帮助烧结的目的，但这种助熔作用同样也会使熔断体在较低的浪涌电流下断开，降低保护元件的抗脉冲能力；另外由于印刷工艺及浆料制备条件的限制，熔断体表面平整度、成分均匀性、熔断体厚度、电阻率等各方面相对于金属熔丝制成的熔断体都有一定的差距。所以提高使用厚膜印刷工艺制备的贴片保险丝的抗脉冲能力一直是业内攻关的技术难点。

铜、镍金属的熔点相对银来说较高，在抗脉冲能力方面具有比银更大的优势，但缺点是铜、镍金属在长期使用过程中易被氧化而使自身电阻率增大。目前国内外对将镀银铜粉、镀银镍粉应用于导电胶、涂料等产品中的技术已有广泛的研究，但未见有涉及应用在贴片保险丝之类的保护元件方面的报道。但从材料相关理论上分析，将镀银铜粉或镀银镍粉用于制备贴片保险用的电子浆料中，其中的低温玻璃相、银镀层、铜(或镍)金属中心层将随浪涌电流的增大，逐层融化，并且外层熔融相对内层产生助熔作用，从而可以在降低内层金属熔点的同时，因热量的逐层传递也使其抗脉冲能力大大提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有较高抗脉冲能力的电子浆料及其制备方法，并且能使其应用于厚膜印刷工艺中。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种电子浆料，其重量百分比组成为：镀银铜粉(或镀银镍粉)30～70wt%、纳米银粉0～40wt%、有机溶剂3～15wt%、高分子树脂5～12wt%、无机添加剂2～10wt%。

进一步，在上述电子浆料中，所述的镀银铜粉(或镀银镍粉)是球状、片状等按任意比例的混合物（混合比例可视产品电阻、熔断特性等进行调整以获得最佳性能）；所述球状镀银铜粉(或镀银镍粉)的比表面积为0.2-1.5m²/g，片状镀银铜粉(或镀银镍粉)的比表面积为0.5-2.0m²/g；所述镀银铜粉(或镀银镍粉)可以采用市场中现有的、银含量在3～60wt%之间的金属粉均可，但综合考虑产品的性能与成本，优选银含量在10～30wt%的金属粉。所述的纳米银粉可以采用直接加入纳米级银粉(粒度在5～100nm)或在制备浆料时加入银盐和促进剂原位生成纳米级银粉两种方式，优选后一种方式；所述银盐为硝酸银、乙酸银、碳酸银等中的至少一种，所述促进剂为乙醇胺、三乙醇胺、2-乙基-4甲基咪唑等中的一种以上。所述有机溶剂是松油醇、松节油、丁基卡必醇、异丙醇或甲苯等中的一种或多种的混合物。所述有机溶剂的沸点是100～180℃。所述的高分子树脂是乙基纤维素、氢化松香树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯等中的一种或几种的组合。所述的无机添加剂通常是由低温烧结玻璃、氧化物晶体或二者的混合物组合而成；所述低温烧结玻璃常用的是Ba-B-Si、Zn-B-Si等体系的玻璃材料，所述氧化物晶体常用的是氧化铜、氧化镍或氧化锌等中的一种或多种。

本发明还提供了上述电子浆料的制备方法，包括以下步骤：(1)按比例称取高分子树脂、有机溶剂放入容器中，再将容器放入恒温水浴箱，分散搅拌树脂和溶剂120±10分钟，所述水浴箱的水温是80±5℃，使其混合均匀得到有机载体；(2)按比例称取镀银铜粉(或镀银镍粉)、纳米银粉、无机添加剂加入到步骤(1)所得的有机载体中，通过三辊轧机或球磨机进行研磨辊轧，以达到要求的细度及各固相粉末在有机载体中均匀分布的目的。