[发明专利]高温铝合金基稀土厚膜电路电热元件及其制备技术

说明书

技术领域

本发明涉及电加热技术领域，更具体的说是涉及一种用途广泛的高效稀土厚膜电路电热元件及其制备技术。

背景技术

在我国确立的可持续发展战略中，涉及到的两个重要方面是，新型能源、环境保护和提高能量利用率，改善能量结构。在电加热领域中，新型的加热元件要求体积要小，功率要大，表面热负荷要大，热效率要高，热启动要快，温度场要均匀，导热性能优良、抗热冲击能力要强，易于加工，绿色、低碳环保、安全可靠。能满足上述要求的唯有厚膜电路电热元件，目前这种电热元件国内外都处于初期开发、使用阶段。美国ELS公司基于不锈钢基板的厚膜电路电热元件，所用电子浆料存在着品种单一、热性能差、成本高和基板导热系数较低等问题。新加坡赛雅公司公布的电子浆料非发热领域专用，电性能、热性能及可靠性都欠考验。不锈钢基板随机械性能良好，但热导率低，和铝材结合使用时热阻问题影响寿命和可靠性。更要紧的是国内一些企业把用于集成电路和微电子行业的电子浆料直接用于发热元件，造成一些产品的质量问题。

为弥补不锈钢热导率低应用范围受限制问题，二十世纪初，在阳极化铝板上制备厚膜电路用于太阳能电池、LED基板，用于直流低电压，获得成功。由于功率小、热性能、绝缘性能差、不安全等问题，无法用于电热元件。研制一种韧性好，高强度、大规格的用于工业、家用电器、军事工业的大功率铝合金基板厚膜电路电热元件还存在如下问题：

1、提高铝基板的耐热性能；

2、铝合金基板专用系列电子浆料；

3、提高完善铝合金基板厚膜电路电热元件制备工艺技术。

目前，应用于铝合金基板的稀土厚膜电路电热元件、尤其是专业用于铝合金基板系统的电子浆料，国内外尚未见报道。而中国专利公开号：CN101364454A，CN101740160A公布的电阻浆料、介质浆料仅适合于集成电路模块、太阳能电池和LED基板。

铝合金基板具有的密度小、高导热性，以及优良的冷、热加工成型性能和韧性，广泛应用于电路模块做散热材料。其实，经改革后，尤其提高介电性能后，它更适用于作厚膜电路主动电热元件，应用于家用电器、工业、农业、新型能源乃至军事工业。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅成本低、热效率高、温度场均匀、热性能优良、韧性好，高强度、大规格、易成型，适用于平面制备，而且适用于曲面加工的基于铝合金基板的稀土厚膜电路可控电热元件。

本发明的另一目的是提供一种基于铝合金基板的稀土厚膜电路可控电热元件的制备技术，尤其是提供一种专业用于铝合金基板系统的稀土厚膜电路用稀土电子浆料的制备工艺方法。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种基于铝合金基板的稀土厚膜电路可控电热元件，包括基片、系列稀土电子浆料，其特征在于，所述基片采用铝合金基板，系列稀土电子浆料以厚膜电路的形式制备在铝合金基板上，系列稀土电子浆料含包封浆料、稀土电阻浆料、稀土电极浆料、稀土介质浆料，该系列稀土电子浆料均由功能相、无机粘接相、有机溶剂载体三部分组成。

作为上述方案的进一步说明，所述铝合金基板表面上制备有绝缘性能的介质厚膜，稀土电阻浆料、稀土电极浆料以厚膜电路的形式制备在介质膜上；所述铝合金含基板成分中(按重量百分比算)含有镁2-7％，钕、钪稀土氧化物1.5～2.5％。