[发明专利]纳米银－氧化银浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电浆料，具体是涉及一种用于生产熔断器熔丝的纳米银-氧化银浆料及该浆料的制备方法。

背景技术

采用银基浆料厚膜印刷技术制造熔断器是电子元器件业重要生产工艺之一。传统的银基浆料中颗粒是微米以上粒径大小。使用传统的银基浆料通过厚膜印刷技术生产的熔断器类元器件，在抗脉冲能力方面比较弱，在额定电流下不能准确可靠熔断。一直以来，提高熔断丝的抗脉冲能力和在额定电流下准确可靠熔断的能力是业内技术攻关的热点；此前研发工作主要方向为改变熔断丝的形状，或者改善散热条件等；但这些方法改善效果不明显。

纳米技术在全球范围内高速发展，近年来，其应用已经渗透到各行各业。纳米银、纳米氧化银以及各种纳米金属氧化物的制备技术已经非常成熟。在不改变成分条件下，通过制备工艺参数的调节得到具有不同粒径、分布形态和表面形貌的纳米材料，即可实现材料各项物理、化学性能的极大改善。纳米材料的掺杂由于其比表面大，在掺杂体系中扩散渗透能力强，掺杂成分能充分发挥效用，从而提供了“纳米材料微量掺杂”这一有力的纳米改性技术手段。中国专利03113552.8公开了一种低含量纳米银导电浆料，但是该浆料并不是用来解决抗脉冲及准确熔断的的问题，因此，具有抗脉冲并进一步能在额定电流下准确可靠熔断浆料有待开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生产熔断器熔丝的纳米银-氧化银浆料，该浆料能有效地提高抗脉冲能力，并改善熔断性能。

本发明的所说的用于生产熔断器熔丝的纳米银-氧化银浆料，通过以下方法制得：在银基浆料中掺杂0-10％(重量)纳米金属氧化物，然后，利用常规的纳米细化方法，制成20-500nm的纳米银-氧化银浆料。

本说明书中的比例除有特别说明外，均为重量比。

本发明中所述的银基浆料，是指以银-氧化银、溶剂胶为主要成分的导电浆料。可以采用市场现有的，如住友矿山公司的的厚膜导体浆料C-4425、C-4420、C4101S、S-8200B，以及杜邦、昭荣、田中贵金属公司的同类产品；也可以用银-氧化银和溶剂胶按现有方法制备。

基于对纳米银-氧化银的导电与熔断特性研究：即纳米银-氧化银的粒径、分布与表面形貌对其导电与熔断性能的影响，本技术可以通过制备不同微结构的，或掺杂微量纳米金属氧化物的纳米银-氧化银，得到不同熔断特性和抗脉冲能力的浆料。在本发明中，当掺杂纳米金属氧化物的比例为0％时，制得的浆料，就能提高抗脉冲能力，并改善熔断性能。

进一步地，掺杂了纳米金属氧化物的浆料，能相应更好地提高抗脉冲能力，改善熔断性能。本发明中所述的纳米金属氧化物，推荐但不限于是纳米氧化钾、氧化钠、氧化铋、氧化锡、氧化锌、氧化镍和氧化锰中的一种或几种；其中纳米氧化钾、氧化钠和氧化铋的粒径优选10-100nm，最好是50nm，掺杂纳米氧化钾、氧化钠或氧化铋可以进一步提高熔断的准确可靠性能；其中纳米氧化锡、氧化锌、氧化锰及氧化镍的粒径优选10-100nm，最好是40nm，掺杂纳米氧化锡、氧化锌或氧化镍则可以更好地抗脉冲性能。本发明中纳米金属氧化物掺杂比例优选1％-10％，最好是5-7％。

现有常规的纳米细化方法均可用于本发明，具体可以是但不限于发下方法：湿法球磨法、超声粉碎法、微波法。本发明优选湿法球磨法。具体是，在高速球磨机中研磨0.5-50小时，制得本发明浆料。更具体的是，高速球磨机间歇式工作以避免温度过高，优选工作15分钟停10分钟，转速500-1200转每分钟，优选800转每分钟。为了防止高速球磨时高温条件下发生反应导致浆料变质，球磨罐工作前抽真空并充入保护气体，优选氩气。还可以根据需要添加分散稳定剂，如聚酯类，聚酯盐类，聚氨酯类，如BYK104S等防止团聚，优选分散稳定剂需根据具体原材料选择；添加表面活性剂如NP9，NP10，OP15等调制纳米粒子的表面形貌并促进胶体环境下的纳米粒子自组装，优选活性剂也需根据具体原材料选择。分散稳定剂和活性剂的用量及种类，是本领域技术人员所熟知或能依据现有现术确定的。

经过球磨可以得到粒径20-500nm的纳米银-氧化银浆料，在其他条件不改变的情况下，随颗粒减小，熔断器电阻率变大，抗脉冲能力增强。浆料内纳米银-氧化银颗粒单分散性越大，表面形貌越一致，浆料中银-氧化银纳米粒子自组装状况越完善，在环氧树脂类胶体系统中构成三维导电网络致密均匀，在其他条件不改变的情况下，自组装状况越完善熔断器电阻率越小，抗脉冲能力也得到增强。

本发明的另一个目的是提供所述纳米银-氧化银浆料的制备方法。